CERN offentliggør spændende resultater om Higgs-partiklen

»Meget, meget spændende nye data fra CERN. Lad mig vide, om I kommer.«

Sådan lød ordlyden af en mail fra pressemedarbejderen på Niels Bohr Institutet på Københavns Universitet som en teaser for et pressemøde senere i dag. Pressemødet bliver afholdt klokken 14 (følg via webcast) for at informere pressen om helt nye forskningsresultater fra det europæiske partikelforskningscenter CERN, der kan være et tegn på, at man endelig har fundet Higgs-partiklen – den partikel, der ifølge fysikernes standardmodel giver alting masse.

Videnskab.dk har ikke kunnet dy sig for at prøve at finde ud af, hvad der foregår og har derfor forhørt sig hos én af de forskere, der er involveret i eksperimenterne, nemlig partikelfysiker Jørgen Beck Hansen fra Niels Bohr Institutet på Københavns Universitet. Han har spillet en vigtig rolle i det såkaldte ATLAS-eksperiment på CERN, som er et af de to eksperimenter, der jagter Higgs-partiklen.

Jørgen Beck Hansen er meget hemmelighedsfuld og siger, at han har fået forbud mod at udtale sig om de specifikke resultater indtil efter pressemødet, men at han da gerne vil være med til at give en smagsprøve på, hvad det konkret er, de har fundet.

Han understreger, at de resultater, der kommer i dag, hverken vil kunne be- eller afkræfte, om der er en Higgs i forskernes data. Fysikerne har ganske enkelt ikke data nok. Men de kan løfte sløret for nogle signaler, der kan pege i retning af noget interessant.

»Vi kan endnu ikke sige, at vi har fundet Higgs-partiklen – vi har nogle strenge krav til, hvor signifikant vores resultater skal være, før vi med sikkerhed kan sige, at det er en opdagelse. Det er nødvendigt, da vi ellers kan blive anklaget for at råbe Ulven kommer for meget,« siger han.

Uafhængige forsøg bekræfter hinanden

Rygterne vil vide, at Atlas og CMS–eksperimenterne, der begge og helt uafhængigt af hinanden leder efter Higgs på CERN, har observeret flere bump i signalerne, end hvad man kunne forvente, hvis Higgs-partiklen ikke fandtes. Der har været flere observationer i nogle områder, som ifølge teorierne i princippet kunne stamme fra en Higgs-partikel.

»De foreløbige målinger tyder på en Higgs-partikel, der er 134 gange tungere end en proton, det vil sige 125 GEV. Så vi er oppe i en ret tung partikel i forhold til standardmodellen,« siger Jørgen Beck Hansen.

Han understreger, at han ikke selv tilhører flokken af fysikere, der håber på at finde en Higgs, for der er også fordele ved teorier, der klarer sig uden. Men han er spændt på at se udfaldet, hvad end det bliver.

»Det er meget spændende resultater, men vi bliver nødt til at tage dem med et gran salt. I det seneste årti har jeg set tilsvarende opdagelser der er gjort med samme eller højere sandsynligheder for, at fundet er reelt, men hvor efterfølgende forsøg siden hen har aflivet dem. Derfor skal vi være varsomme. Jeg forventer, at vi har et endegyldigt svar i 2012, som vi dermed meget passende kan kalde for Higgs-året,« siger han.

De nye resultater giver forskerne en fornemmelse af, hvor tung Higgs-partiklen nogenlunde er. Dermed kan fysikerne fremover kigge efter Higgs i et betydeligt mere snævert masseområde.

'Affaldet' i fokus

Jagten på Higgs sker på en indirekte måde – hvis Higgs-partiklen eksisterer, så henfalder den ifølge teorien til andre partikler, som man på fysikersprog kalder for henfaldsprodukter - det svarer til affald på godt dansk.

Higgs-partiklen kan gå i stykker på forskellige måder, så man får forskellige henfaldsprodukter. Det affald, som forskerne hidtil har kigget efter, er dem, som ifølge teorien er de mest oplagte.

En Higgs-partikel burde både kunne omdannes til fotoner, det er meget højenergetiske lyskvanter, til Z-partikler, W-partikler (W+ og W-) og til tunge b-kvarker samt til tau-partikler.

»Det, man hidtil har kigget på, er de nemmeste muligheder, det vil sige fotoner og Z-partikler. Men hvis der findes Higgs-partikler, så vil den foretrække at gå i stykker til W-partikler, og dem har vi også forsøgt at registrere, men dataene er ikke færdigtanalyseret endnu. Derfor er det med en hvis spænding at se, om der dukker noget op, når dataene er behandlet,« siger han.

Savner en Teori for Alting

Massen af den famøse Higgs-partikel spiller en stor rolle for fysikerne, for den giver et fingerpeg om i hvilket energi-interval Standardmodellen virker.

»Med så høj en masse ser det ud til at Standardmodellen virker helt op til den maksimalt mulige energi, som kaldes for Planckenergien. Nogle fysikere vil sige, at det er godt, hvis Standardmodellen virker op til den højest tænkelige energi – men personligt synes jeg det er lidt ærgerligt set i lyset af, at der i så fald vil være mange spørgsmål, som Standardmodellen ikke kan svare på,« siger Jørgen Beck Hansen .

Hvis der ikke var en Higgspartikel, vil forskerne med meget stor sikkerhed kunne regne med at finde noget andet, da deres teori ellers ikke hænger sammen. Med en Higgs får de omvendt et scenarium, hvor der ikke er noget behov for at jagte nye ting for at løse problemer ved teorien – for disse problemer er der ganske enkelt ikke. Higgs-partiklen er så at sige den sidste brik, der får puslespillet til at gå op.

»Når vi så alligevel ikke kan lide Standardmodellen, er det fordi den ikke rummer tyngdekraften – her står den svagere i forhold til andre teorier, der prøver at forene alle naturkræfter til én. Standardmodellen giver os ikke nogen idé om, hvor skal vi lede efter noget nyt. Vi er kommet til et vejrkryds og ved ikke, hvilken af vejene, vi skal vælge for at få en forenet teori. Havde der derimod ikke været nogen Higgs-partikel, havde vi i løbet af nogle få år fået afgjort, om vi var på rette spor eller skulle bevæge os i en ny retning for at få en Teori for Alting,« slutter Jørgen Beck Hansen.

Videnskab.dk vil gå mere i dybden med forskningsresultaterne og vil skrive om de nye resultater, efter de er blevet offentliggjort.