1. Du är här:
  2. Fysikum
  3. Forskning
  4. Forskningsnytt
  5. Nya resultat i Higgsjakten

Nya resultat i Higgsjakten

På förmiddagen den 4 juli presenterade de två stora experimenten vid LHC (Large Hadron Collider) på CERN, ATLAS och CMS, de senaste resultaten från sökandet efter Higgspartikeln. I experimentdata syns tydliga tecken på förekomsten av en ny partikel. Forskare vid vid Fysikum har omfattande erfarenhet av att söka efter Higgspartikeln vid LHC och tidigare acceleratorer och har under lång tid arbetat med konstruktionen av och dataanalys vid ATLAS experimentet.

Higgsfältet

Higgsfältet är en nödvändig ingrediens i en teori om elementarpartiklarna som kallas Standardmodellen och som formulerades på 1960-talet. Denna teori förklarade hur elektromagnetism och den svaga kärnkraften egentligen är två sidor av en gemensam typ av växelverkan. Teorin har nu testats i acceleratorexperiment med fantastisk precision och visat sig stämma med alla observationer. En annan effekt av Higgsfältet är att alla elementarpartiklar får sin massa genom att växelverka med Higgsfältet. En ytterligare förutsägelse är att det existerar en partikel associerad med Higgsfältet: Higgspartikeln, som partikelfysiker har sökt efter i fyrtio år nu.
Världens största partikelaccelerator LHC
Figur 1: Genomskärning av en LHC magnet

Genomskärning av en LHC magnet installerad i den 27 km länga tunneln 100 meter under markytan.

 

Ny partikel observerad i två experiment

Vid ett gemensamt seminarium på CERN den 4 juli presenterade talespersonerna för de två stora experimenten vid LHC, ATLAS och CMS, preliminära resultat från sökandet efter Higgsbosonen. Genom att analysera de data som samlades in 2011 och under perioden april till juni i 2012 kan bägge experimenten slå fast att det existerar en hittills okänd partikel med en massa om ca 126 GeV, motsvarande massan hos en Cesium-atom.

Alt
Figur 2: Signalen från Higgsbosonens sönderfall till två fotoner.

I figuren ser vi data från ATLAS experimentet med svarta punkter. Den heldragna kurvan visar vad man förväntar sig om det finns en Higgsboson med massan 126,5 GeV, den streckade kurvan visar vad man förväntar sig om det inte finns någon Higgsboson.

 

Bägge experimenten observerar den nya partikeln i fler sönderfallskanaler, den sammanlagda statistiska signifikansen för signalen i de två mest gynsamma sönderfallskanalerna är för bägge experimenten 5 σ, vilket innebär att sannoliketen att den observerade signalen endast är en statistisk fluktuation, och alltså inte en ny partikel, är en på cirka tre miljoner.

Är det Higgspartikeln?

De mätningar som hitills gjorts ger resultat som är helt i överensstämmelse med vad man förväntar sig från Higgspartikeln. Det är dock ännu för tidigt att med säkerhet säga att det är just Higgspartikeln, och inte någon annan ännu mer exotisk partikel, som upptäckts vid CERN.
Det finns alternativa teorier som kan leda till en mer komplicerad bild - så finns det t.ex. teorier som förutsäger att det finns fler än en Higgsboson. För att kunna bli säkra på om den partikel som observerats är en Higgspartikel enligt standardmodellen eller något mer komplicerat måste forskarna samla in mer data, så att mer detaljerades studier kan göras.

Alt
Figur 3: Rekonstruktion av ett möjligt Higgssönderfall.

Bilden visar rekonstruktionen av en händelse som är en kandidat för ett sönderfall av en Higgsboson till fyra myoner. De röda strecken är de rekonstruerade myonsspåren.

 

Kontaktinformation

Har du frågor om upptäckten av Higgsbosonen är du välkommen att kontakta antingen Christophe Clément, e-post clement@fysik.su.se eller Sara Strandberg, e-post Sara.Strandberg@fysik.su.se.