Įspėja saugotis Higgso bozono „apsimetėlio“

Dalelės, panašios į ilgai ieškomą Higgso bozoną, gali apmulkinti fizikus, kuriems tektų metų metus bandyti patvirtinti ar paneigti, kad tai – apsimetėlės.

Standartinis dalelių fizikos modelis numato, kad dalelė, vadinama Higgso bozonu, suteikia masę daugeliui kitų dalelių. Šveicarijoje, netoli Ženevos, esantis Didysis hadronų greitintuvas iš dalies buvo sukurtas tam, kad šią dalelę pirmą kartą aptiktų ir tyrinėtų.

Higgso bozonai turėtų susidaryti skeveldrose, likusiose po greitintuve vykdomų protonų porų susidūrimų. Nors Higgso bozonas nebus aptiktas tiesiogiai, jis turėtų greitai suirti į geriau žinomas daleles – fotonus ar sunkiuosius Z bozonus, pernešančius silpną branduolinę jėgą. Standartinis fizikos modelis prognozuoja, kokie tam tikrų dalelių kiekiai turėtų susidaryti, tad jei šie irimo produktai bus aptikti, bus galima manyti, kad Higgso bozonas galiausiai rastas.

Tačiau lygiai taip pat gali suirti kita neatrasta dalelė, teigia Patrickas Foxas iš „Fermilab“ greitintuvo laboratorijos Batavijoje, Ilinojuje ir jo kolegos.

„Tai gali įvykti stebėtinai lengvai“, – teigia komandos narys Nealas Weineris iš Niujorko universiteto. Toks pamėgdžiojimas gali būti kvantinio reiškinio, vadinamo maišymusi, rezultatas. Maišymasis leidžia dalelėms egzistuoti kaip dviejų skirtingų tipų dalelių deriniui. Žinoma, kad taip nutinka su tam tikrų tipų kvarkais ir tam tikrų tipų neutrinais. Jei egzistuoja nauja dalelė, kuri maišosi su Higgso bozonu, ji turės tam tikrų Higgso bozono savybių.

Ši maskuotė būtų beveik tobula, jei naujoji dalelė nepaklustų standartinio modelio jėgoms. Tuomet jai nebūtų būdinga suirti į standartinio modelio daleles. Tokiu atveju, net mažiausia Higgso bozono priemaiša priverstų naująją dalelę suirti lygiai tokiais pačiais būdais, kaip ir Higgso bozonas, o šio proceso metu susidarytų lygiai tokie patys skilimo produktai.

Komandai nepriklausantis Ianas Low iš Argonne`o nacionalinės laboratorijos sutinka, kad dėl maišymosi gali atsirasti labai įtikinamų „apsimetėlių“. „Gamta gali mus nustebinti“, – sako jis.

Nors toks apsimetėlis bent jau leistų manyti, kad Higgso bozonas egzistuoja, o tai jau būtų pergalė, tai fizikams nesuteiktų smulkios informacijos apie ilgai ieškotos dalelės savybes. Be to, apsimetėlės dalelės masė gali labai skirtis nuo tikrosios dalelės masės.

Tačiau žvelgiant iš kitos pusės, tai būtų daug žadantis atradimas, nes ne bet kokia nauja dalelė gali pamėgdžioti Higgso bozoną. Norint tai padaryti, ji turi neturėti sukinio. Tai nebūdinga jokiai kitai standartinio modelio dalelei, tik Higgso bozonui.

Jei Didžiajame hadronų greitintuve būtų aptikta dalelė, kuri suyra kaip Higgso bozonas, gali prireikti ne vienerių metų, bandant atmesti galimybę, jog tai apsimetėlė. Geriausia galimybė to išvengti bus po planuojamo greitintuvo atnaujinimo 2014 metais, kai didesnės energijos susidūrimai turėtų atskleisti, ar nauja dalelė sąveikauja su silpną branduolinę jėgą pernešančiomis dalelėmis. Manoma, kad šia savybe turėtų pasižymėti Higgso bozonas, bet ne dalelės apsimetėlės.