Megjelent az LHC-korszak első Higgs-híresztelése

Az ATLAS-kísérlet egyik kiszivárgott belső feljegyzése szerint olyan eseményeket figyeltek meg, amelyek egy 115 GeV tömegű Higgs-részecske bomlására utalhatnak.

A Higgs-részecske felfedezése az LHC-kísérletek egyik fő tudományos célja: a hipotetikus részecske létezése elengedhetetlen a többi részecske tömegének magyarázatához a Standard Modellben. A tömegét pontosan nem ismerik, de a 115 GeV-es Higgs-részecske már 2000 óta „kísért”, amikor észlelni vélték a LEP-nél. Ekkor a Higgs-részecske kvarkokra való bomlására utaló jeleket találtak, de ezt más módon nem sikerült megerősíteni.

A Higgs-részecske nagyon ritkán két nagyenergiájú fotonra is elbomolhat az elméleti modellek szerint. Az erre utaló jeleket vélték most látni az ATLAS-kísérletnél. Ezt a bomlást azonban nagyon nehéz észlelni, megerősítéséhez nagyon sok ismétlésre lenne szükséges, valamint az, hogy a többi kísérletnek, főleg a CMS-nek is látnia kell.

Az adatok korai, a megfelelő elemzések és ellenőrzések előtt történő kiszivárogtatása mindenesetre jól érzékelteti, mire kell felkészülnünk a következő években, ahogy egyre gyűlnek az LHC mérései.

Ide kapcsolódó korábbi hír, hogy a Tevatron egyik kísérleténél is bejelentettek – sőt ott már publikáltak is – a Higgs-részecske jelenlétére utaló felfedezést, amelyet azonban egyelőre szintén nem sikerült megerősíteni (részletesen lásd itt).

Horváth Dezső (MTA KFKI RMKI)

2011 első két hónapja az LHC-nél – ALICE-os szemmel

Az utóbbi hetekben sajnálatos módon elmaradtunk az események közvetítésével. Az egyik fő ok, hogy ALICE-nál dolgozó csapat a május végén Annecy-ben megrendezendő Quark Matter 2011 konferenciára készült, a 2010 novemberében összegyűjtött nehézion-adatok elemzésében vett részt, illetve független analíziseket végzett. Az első eredményeket a 2011. április 3-8 között Utrechtben megrendezett, a nagy impulzusú részecskékre specializált workshopon (http://www.nikhef.nl/HpT11/index.php) beszéltük meg, jelenleg folytatjuk a készülődést a QM2011-re – a kvark-gluon plazma vizsgálatához kapcsolódó eredményekről május végén tudunk majd beszámolni.

Addig is kihasználjuk, hogy most már van arra is időnk, hogy az LHC körüli eseményeket nyomon kövessük. Visszatekintve az elmúlt két hónapra, a legfontosabb események a következők voltak.

2011. február 19-én újra protoncsomagok (bunch-ok) keringtek az LHC nyalábcsövében, március 3-án az első proton-proton ütközések is megtörténtek 3.5 TeV nyalábenergián (azaz 3.5+3.5=7 TeV-en). Végül március 13-án 3+3 bunch keringetése mellett sikerült 1.6*10^30 cm^-2 s^-1 luminozitást elérni, és a stabil nyalábokkal végzett proton-proton (pp) ütköztetések mellett elkezdődhetett a detektorokban, így az ALICE-ben is az adatgyűjtés. A megemelt luminozitás eredményeképpen a március 3-23. közötti időszakban 7 TeV energián 28 pb^-1 pp ütközést sikerült rögzíteni (a mértékegységekről lásd korábbi bejegyzésünket).

Összehasonlításképpen hadd említsük meg, hogy 2010-ben (a téli leállás után) február 27-én indult újra az LHC, és az első ütközésekre 2010. március 30-án került sor. Szeptember közepére 16+16 bunch mellett 4.6*10^30 cm^-2 s^-1 luminozitást sikerült elérni. A pp kísérletek 2010. október 25-ig folytak, ekkorra már 348+348 bunch ütközése mellett 2.1*10^32 cm^-2 s-^1 luminozitás biztosításánál járt az LHC. 2010 során 47 pb-1 ütközést rögzített az ATLAS és a CMS, az ALICE ennél némileg kevesebbet. Ahogy az előbb írtuk, 2011-ben három hét alatt sikerült ennek a felét produkálni.

Az előzetes tervek szerint 2011-ben 900+900 bunch ütközését szeretnénk elérni az LHC-nél. A tervek szerint 2011. október végéig naponta 12 pb^-1, a teljes évre kivetítve közel 1000 pb-1 (azaz 1 fb^-1) pp esemény összegyűjtésének kellene megtörténnie 7 TeV energián. Ez az eseményszám, kombinálva a 2012-re várható további 1000 pb^-1 eseménnyel talán már elegendő lesz a Higgs felfedezéséhez a CMS és ATLAS detektoroknál.

Az ALICE detektornál 2011-ben tovább folytatjuk az erős kölcsönhatás tanulmányozását. Egy fontos állomás volt, hogy március 24-26. között csökkentett energiájú, 2.76 TeV-es proton-proton ütközések zajlottak, s az ALICE-nak közel 50 millió eseményt sikerült rögzítenie ezen az energián. Ezek az adatok nagyon fontosak a tavaly novemberben 2.76 ATeV energián rögzített közel 80 millió nehézion ütközés pontos elemzéséhez, mert így közvetlenül összehasonlíthatóak a pp és PbPb adatok, nagy pontossággal meghatározhatóak a nehézion ütközésekben fellépő kollektív jelenségek. A referenciául szolgáló pp ütközések rögzítése után most folyik az elemzésük, hogy május végére a kvark-gluon plazma vizsgálatának első LHC-szakasza sikeresen lezárulhasson, az eredmények közlésre kerülhessenek a Quark Matter 2011 konferencián.
 
Ezek az eredmények eldöntik majd, hogy a 2012 novemberére tervezett újabb 2.76 ATeV-es PbPb ütközésekben mely részecskék tanulmányozása kerüljön az érdeklődés középpontjába, mely detektorok adatgyűjtése váljon elsőrendű feladattá az ALICE detektorban.

2011 során a magyar ALICE csoport továbbra is részt vesz az adatgyűjtő DAQ rendszer és a HMPID detektor üzemeltetésében, az összegyűjtött adatok elemzésében, különös tekintettel a nagy impulzusú részecskékre és a hadronzáporok (jetek) tulajdonságaira. Párhuzamosan folytatjuk a VHMPID detektor fejlesztését, az év során a prototípus többszöri tesztelését tervezzük a CERN által biztosított részecskenyalábokban. 

2011. április 15. Lévai Péter