CERN-EAI Európai Nagyenergiás Fizikai Iskola

A fizika magasiskoláját tartják a kelet-magyarországi Parádfürdőn, Budapesttől mintegy 120 km-re, 2013. június 6-18 között. Az iskolát a CERN és az EAI közösen szervezi és támogatja több magyarországi intézmény részvételével: a Magyar Tudományos Akadémia, az Országos Tudományos Kutatási Alapprogramok, a Debreceni Egyetem és az MTA Wigner Fizikai Kutatóközpontja.

Részletek itt olvashatók.

A Higgs-részecske megfigyelése a Nagy Hadronütköztetőnél

2012. július 4-én óriási érdeklődés mellett a CERN óriási gyorsítója, a Nagy Hadronütköztető (LHC) melletti két óriási, egyenként több ezer fizikus (közöttük magyarok) részvételével működő együttműködés, az ATLAS és a CMS bejelentette, hogy sikerült kimutatniuk a Higgs-bozonhoz hasonló tulajdonságokkal rendelkező részecskét. Az új részecske megjelenése igen meggyőző: két független kísérlet, két különböző gyorsítóenergián, több különböző módon, de ugyanazokkal a tulajdonságokkal mutatta ki a részecskét. Annak egyértelmű eldöntéséhez, hogy ez valóban a Peter Higgs által megjósolt részecske-e, további vizsgálatok szükségesek.

 

 1. ábra. CMS-esemény a Higgs-részecskéhez hasonló jelenséggel. A bozon két kvark egymáson szóródásakor keletkezik és két nagyenergiájú fotonra bomlik, amelyet az eseményábrán vörös téglalapok jelölnek, a két kvark pedig szétrepül, (sárga) hadronzáport képezve. A két hadronzápor kijelöli a feltételezett Higgs-bozon keletkezési pontját, amelyből kilépnek a fotonok, ez segít a bozon tömegét meghatározni (kattintson az ábrára a nagyobb méretű változatért!)

 

 2. ábra: CMS-esemény, amelyben a feltételezett Higgs-bozon egy-egy elektron- és müonpárra bomlik. Az elektronok elnyelődnek az elektromágneses kaloriméterben, a müonok viszont kirepülnek a rendszerből, megszólaltatva a távoli müon-detektorokat. Ezeknek ugyan kicsit az előfordulási valószínűsége, mégis az egyik legjobb módja a Higgs-részecske kimutatásának

 

 3. ábra. Az 1. ábra eseményeiből következő tömegeloszlás: balra az ATLAS, jobbra a CMS eredménye. Mindkét mérés mutatja az új bozont 126 GeV körül

 

 4. ábra: A 2. ábra eseményeiből kapott tömegeloszlás a CMS-kísérletben. A kék és zöld háttéret és a piros vonallal jelölt Higgs-görbét jól követik a mérési pontok

Horváth Dezső
MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont, MTA ATOMKI
horvath.dezso@wigner.mta.hu

Közelebb vagyunk-e a Higgs felfedezéséhez? 10 nap múlva megtudjuk!

A Higgs-vadászat igazán év végén éri el a csúcspontját, de néhány napon belül érdekes eseményre kerül sor.

A CERN LHC gyorsítója mellől jelentjük, hogy 2012. június 18-ig a CMS es ATLAS kísérletek külün-külön begyűjtöttek 6 fb^-1 -nyi eseményt, ami meghaladja az elmúlt év során begyűjtött 4.7 fb^-1 adatmennyiséget. Az adatok kiértékelése jelenleg folyik.

2012. július 4-én reggel 9-kor a CERN-ben a két kísérlet egy közös szeminárium keretében számol be az analíziseik eredményéről, ami várhatóan elérhető lesz az interneten.

A világ másik felén, Melbourne-ben ugyanebben az időben az ICHEP 2012 Konferencia sajtótájékoztatóján ugyancsak összefoglalják a legújabb eredményeket, hogy másnaptól a kutatók szabadon tárgyalhassák az új eredményeket.

Azaz 10 nap múlva valószínűleg többet fogunk tudni a Higgs-bozon tömegéről az idén gyűjtött adatok fényében.

Melbourne, ICHEP’1012:
http://www.ichep2012.com.au/

Lévai Péter

A CMS-kísérlet Standard Modell Higgs-bozon keresési eredménye az LHC által 2010-ben és 2011-ben szolgáltatott adatok alapján

A mai napon a CMS-kollaboráció bemutatta a Standard Modell Higgs-bozon kutatásának a 2011-es év végéig gyűjtött proton-proton ütközésekből nyert adatok elemzésén alapuló legújabb eredményeit.

A CMS közleménye magyar nyelven itt tölthető le (pdf)

Információk a CMS honlapján

Az [origo] ismeretterjesztő cikke itt érhető el

(és ez volt a 100. poszt a blogon)

Meglesz-e a Higgs-bozon az LHC-nál?

Horváth Dezső (MTA KFKI RMKI és ATOMKI) még korábban készült összefoglalóját a keddi CERN-szeminárium előtt közöljük.

A cikk (pdf) ide kattintva érhető el.

Fontos bejelentésre készül a CERN a Higgs-részecskéről

Az előzetesen kiszivárgott hírek szerint sikerült jelentősen lejjebb vinni a Higgs-részecske tömegének felső határát. A korábbi adatok alapján a Higgs tömege 114 és 141 GeV között van. 

A CERN szerdai konferenciáján várhatóan a 141 GeV helyett mondanak új értéket, ami még szűkebb tartományba szorítja a régóta keresett részecskét.

A néhány napja megjelent hírek szerint a Higgsre vadászó mindkét nagy detektor, az ATLAS és a CMS is gyűjtött olyan adatokat, amelynek alapján a Higgs 125 GeV környékén létezhet.

Áttörés az antianyag fizikájában

Az antianyag-vizsgálatok újabb mérföldkőhöz érkeztek: a Nature folyóirat 2011. július 28-i számában közölte az ASACUSA együttműködés, hogy precíziós lézerspektroszkópiai vizsgálatokkal sikerült az antiproton tömegét a protonéhoz hasonló pontossággal meghatározni, és az értékek közötti különbség 2×10^-9-nél kisebb.

Ezt a hihetetlen pontosságot a 12 kutató (közöttük a KFKI RMKI és ATOMKI kutatói) úgy érte el, hogy héliumatomban befogott antiprotonokat hosszú élettartamú állapotok között léptettek két ellentétes irányú, pontosan hangolható lézersugárral gerjesztve. A két lézersugár használata nagyrészt kiküszöbölte az atomok mozgásából származó spektroszkópiai pontatlanságot, az ún. Doppler-kiszélesedést.

Ezek a mérések megerősítik a fizikusok többségének meggyőződését, mely szerint a Világegyetem anyag-antianyag aszimmetriája nem részecske- és antirészecske-tulajdonságainak eltéréséből ered. A fenti eredmények arra indították a CERN vezetőit, hogy egy antiproton-tárológyűrű megépítésével növeljék az Antiproton-lassító teljesítményét, az új berendezés átadását 2016-ra tervezik.

A kutatást végző csoport 1997-ben alakult, magyar tagjainak munkáját Horváth Dezső (RMKI és ATOMKI) vezeti. A további magyar tagok: Barna Dániel (RMKI és Tokiói Egyetem), Juhász Bertalan (Stefan Meyer Institute, Bécs), Sótér Anna (Kvantumoptikai Max-Planck Intézet, München) Munkájukat a kezdetektől támogatja az OTKA, a támogatásból főként anyagokat és számítógépeket vásárolnak.

Irodalom:
Masaki Hori, Anna Sótér, Daniel Barna, Andreas Dax, Ryugo Hayano, Susanne Friedreich, Bertalan Juhász, Thomas Pask, Eberhard Widmann, Dezső Horváth, Luca Venturelli, Nicola Zurlo:
“Sub-Doppler two-photon laser spectroscopy of pbar-He+ and the antiproton-to-electron mass ratio”,
Nature 475, 484-488 (28 July 2011)

A CERN sajtóközleménye

Rövid filmes összefoglaló

További képek a kísérletről itt és itt

114 és 145 GeV között lehet az SM Higgs-részecskéje

A CERN hétfőn délután bejelentett eredményei egyelőre nem igazolják a Higgs-részecske létezését, de lehetséges, hogy az eddigi adatokban rábukkantak első nyomaira. A hivatalos bejelentés két fő részből áll: egyrészt sikerült kizárni a Higgs-részecske létezését bizonyos tömegtartományokban, másrészt viszont olyan jeleket találtak az egyik tartományban, amelyek akár Higgs-részecskék felbukkanása miatt is létrejöhettek. Részletesebb magyar nyelvű beszámoló itt. Beszámoló a CMS honlapján jó ábrával itt.

ME 2.0: részecskefizika a tévében

2011. július 18-én hétfőn a Mindentudás Egyeteme 2.0 sorozat keretében „A teljesség felé? – A CERN nagy hadronütköztetője az emberiség szolgálatában” címmel Lévai Péter (KFKI Részecske- és Magfizikai Kutatóintézet) előadását az M1 csatornán 14:30-kor, az M2 csatornán 20:30-kor láthatjuk.

2011. július 19-án kedden a „Hadronlovagok – Ősrobbanás Svájcban” címmel készített riportfilm vetítésére kerül sor, amelyben szintén a CERN kísérletekkel és a terület művelőivel ismerkedhetünk meg. A riportfilmet az M1 csatorna 14:30-kor, az M2 csatorna este 20:30-kor vetíti.

2011. július 20-én szerdán „A részecskefizikai kutatások gyakorlati hasznáról” hallhatjuk Bagaméry István, Lévai Péter, Szabó Gábor, Trócsányi Zoltán és Vesztergombi György véleményét egy kerekasztal beszélgetés keretében. A beszélgetést az M1 csatorna szerdán 14:30-kor, az M2 csatorna este 20:30-kor vetíti.

Részletesebb információ található a http://mindentudas.hu/ oldalon.

Az LHC már most teljesítette a 2011-es ütközési tervet, konferencia július végén

A CERN LHC gyorsítójánál 2011. június 17-én 10.50-kor a 7 TeV-es energián elvégzett proton-proton ütközéseket számláló kijelzőn 70 trilliónál (70 milliószor millió, 70×10^12) is nagyobb szám jelent meg. Ezzel az LHC teljesítette az eredetileg 2011 végére kitűzött tervet, az 1 fb^-1 esemény begyűjtését (a mértékegységről bővebben itt).

Ezt a nagyon stabil nyaláb és az ütköző csomagok számának gyors megemelése tette lehetővé. Míg 2010. október 25-én 368 protoncsomag keringetése és 2×10^32 cm^-2s^-1 luminozitás elérése mellett álltak le a proton+proton ütközések, addig 2011 júniusának közepére már 1092 proton csomag keringett az LHC gyűrűjében és 1,26×10^33 cm^-2s^-1 luminozitást sikerült elérni.

Az ütközési gyakoriság növelése során, még 2011. április 21-én 23:55-kor sikerült elérni, majd túlhaladni az LHC-ben a TEVATRON által 2010-ben elért korábbi luminozitási rekordot, a 4,02×10^32 cm^-2s^-1 értéket. Azaz április vége óta az LHC a luminozitás-rekorder.

Az elmúlt egy hónapban sikerült a protoncsomagok számát 1380-ra emelni, ezzel majdnem elérve a maximális, 2808 keringő csomag felét. Várhatóan ezen az értéken zajlik az év hátralévő részében az adatgyűjtés, így minden remény megvan arra, hogy akár 2 fb^-1 adatmennyiséget sikerül az év végéig lemezre és szalagra menteni.

A CERN közleménye szerint 2011. július 25-én hétfőn számolnak be a fizikusok az eddig elért eredményekről, az 1 fb^-1 eseményből kiolvasható fizikai felfedezésekről. A bejelentésekre a Európai Fizikai Társaság által Grenoble-ban rendezett Nagyenergiás Fizika Konferencián (EPS HEP 2011) kerül sor.

Lévai Péter