HY: Uusi alkeishiukkanen löydetty

Helsingin yliopisto
Viestintä ja yhteiskuntasuhteet
4.7.2012

- Tulokset ovat läpimurto hiukkasfysiikan tutkimuksessa. Tulosten yhteensopivuus Higgsin hiukkasen kanssa antaa selkeän suuntaviitan jatkotutkimuksille, sanoo Helsingin yliopiston professori Paula Eerola, joka johtaa CMS-kokeen kolmea suomalaista tutkimusryhmää Fysiikan tutkimuslaitoksesta, Helsingin yliopistosta ja Lappeenrannan teknillisestä yliopistosta.
 
CMS-koe on havainnut useiden protonien yhteentörmäysten lopputilojen massajakaumassa kohouman noin 125 GeV:n kohdalla. Kohouman tilastollinen merkittävyys on viisi standardipoikkeamaa tunnetun taustan yllä. Tämä tarkoittaa, että todennäköisyys sille, että taustajakautumassa olisi näin suuri sattumanvarainen heilahdus ylöspäin, on hyvin pieni: vain yksi kolmesta miljoonasta.
 
CMS-kokeen mukaan kohouman aiheuttaa uusi hiukkanen, jonka massa on 125 GeV. Kohouma on selvin niissä protoni-protoni-törmäyksien lopputiloissa, joissa massan mittaustarkkuus on paras, eli lopputiloissa jotka koostuvat joko fotoniparista tai kahdesta leptoniparista (elektroneista tai myoneista).
 
Nämä tulokset ovat sopusoinnussa fysiikan standardimallin antamille ennusteille Higgsin bosonista. Lisää aineistoa kuitenkin tarvitaan, jotta voidaan varmistaa, onko uusi hiukkanen standardimallin mukainen Higgsin bosoni, vai onko sillä joitain ominaisuuksia, jotka viittaisivat uusiin ilmiöihin standardimallin ulkopuolella.

Tulokset julkaistiin 4.7.2012 Cernissä pidetyssä seminaarissa. Tuloksia tukee myös vastikään Yhdysvalloissa Fermilaboratoriossa julkistetut tulokset CDF- ja D0-kokeista, joissa havaitaan pieni Higgsiin sopiva kohouma. Myös CDF-kokeessa on mukana suomalainen tutkimusryhmä.
 
Englantilaisen fyysikon Peter Higgsin mukaan nimetty Higgsin hiukkanen on hiukkasfysiikan niin sanotun standardimallin viimeinen puuttuva palanen, joka voisi selittää, miten muut alkeishiukkaset saavat massansa. Higgsin mekanismi on teoria, joka olettaa, että maailmankaikkeuden täyttää Higgsin voimakenttä, jonka kanssa kaikki alkeishiukkaset vuorovaikuttavat ja saavat näin massan. Higgsin hiukkanen eli bosoni toimisi kentän välittäjähiukkasena.
 
Higgsin bosonia etsitään LHC-törmäyttimellä. Se törmäyttää protoneja yhteen suurella energialla, ja törmäyksissä voidaan tuottaa erilaisia alkeishiukkasia. LHC:n energian ja intensiteetin pitäisi olla riittävä tuottamaan Higgsin hiukkasen, jos se on olemassa. Higgsin hiukkanen kuitenkin hajoaa kokeessa niin nopeasti, että sen voi havaita vain epäsuorasti, muista hiukkasista koostuvina lopputiloina.
 
LHC-kokeet ovat käynnissä ja uutta tutkimusaineistoa kertyy vauhdilla. CMS arvioi, että vuoden 2012 loppuun mennessä käytettävissä on ainakin kaksinkertainen aineisto nykyiseen verrattuna. Se tekee mahdolliseksi havaitun hiukkasen ominaisuuksien tarkemman selvittämisen, mutta myös muiden uutta fysiikkaa etsivien tutkimusten laajentamisen.
 
Suomen Cern-yhteistyötä ja osallistumista CMS-kokeeseen koordinoi Fysiikan tutkimuslaitos, joka on Helsingin yliopiston, Jyväskylän yliopiston, Lappeenrannan teknillisen yliopiston, Tampereen teknillisen yliopiston ja Aalto-yliopiston yhteinen tutkimuslaitos.
 
Fysiikan tutkimuslaitos: http://www.hip.fi/
Higgsin metsästäjät -blogi: http://blogs.helsinki.fi/higgshunters/
CMS:n tulokset: https://cms.web.cern.ch/news/cms-higgs-search-new-results-ichep-2012-conference

Kuvia yhteentörmäyksistä:
http://cms.web.cern.ch/news/july-4th-seminar-new-cms-higgs-search-results

Lisätietoja antaa:
Professori Paula Eerola, Helsingin yliopisto ja Fysiikan tutkimuslaitos (också på svenska): puh. +358-50-317 5600
Tutkija Lauri Wendland, Fysiikan tutkimuslaitos: puh. +358-50-302 3640
Tutkija Mikko Voutilainen, Helsingin yliopisto: puh. +358-50-575 2454
Tutkija Tomas Lindén (också på svenska): puh. 358-400-831 583

 
Ystävällisin terveisin
Katja Bargum
Tiedottaja
 
Viestintä ja yhteiskuntasuhteet
Helsingin yliopisto
PL 33 (Fabianinkatu 18), 00014 Helsingin yliopisto
s-posti: katja.bargum@helsinki.fi
puh. (09) 191 40809, 050 318 5351
www.helsinki.fi/yliopisto
www.facebook.com/helsinginyliopisto
www.youtube.com/universityofhelsinki
www.twitter.com/HelsinkiUni