8 か月前、世界最大の原子粉砕機であるヨーロッパの大型ハドロン衝突型加速器 (LHC) に取り組んでいる物理学者が、長い間探し求められていたヒッグス ボソンのように見える粒子を発見したと報告したとき、センセーションを巻き起こしました。粒子と力の標準モデル。今日、これらの研究者は、粒子が実際に標準モデルのヒッグス粒子の基本的な予測特性を持っていることを報告し、同定を確定しました.
「確かに標準モデルのヒッグス粒子のように見えますね」とニューヨーク州アプトンにあるブルックヘブン国立研究所の理論家サリー・ドーソンは言う。
少なくとも意味論的には大きな一歩です。新しい粒子が昨年 7 月に報告されて以来、スイスのジュネーブ近郊にある LHC の本拠地である欧州素粒子物理学研究所 CERN の職員は、この新しい粒子を「ヒッグス様粒子」と表現することに細心の注意を払ってきました。現在、CERN のプレス リリースでは、この粒子を「ヒッグス粒子」と呼んでいます。 「これはコミュニティにとって大きな問題です」とドーソン氏は言います。
確実な同定を行うために、研究者は歯の記録ではなく、ヒッグス粒子がどのように崩壊して他のより身近な粒子の組み合わせになるかの観察に依存しました。ヒッグスの主な特徴には、スピンと対称性であるパリティが含まれます。それらは、例えば、ヒッグス粒子が Z ボソンと呼ばれる 2 つの粒子に崩壊し、それぞれがミューオンと呼ばれる 2 つの粒子に崩壊するときの粒子方向の相関を調べることによって決定できます。
まだ完全には決定的ではありませんが、現在の測定では、新しい粒子にはスピンがなく (1 つまたは 2 つの量子単位ではなく)、正のパリティがあることが示されている、と研究者はイタリアのラ トゥイールで開催された会議で本日報告しました。これはまさに標準モデルがヒッグス粒子について予測していることです。測定は、ATLAS および CMS として知られている LHC によって供給される 2 つの大規模な粒子検出器を使用して独立して作業するチームによって行われました。チームは昨年の夏、同時にヒッグスを発見しました。彼らは、当時の約 2 倍のデータを分析しています。
皮肉なことに、ほとんどの物理学者は、標準モデルの単純なバニラ ヒッグス以上のものを期待していました。 「それは確かに私の気持ちでした」と、イリノイ州バタビアにある Fermi National Accelerator Laboratory の CMS コラボレーションのメンバーである Daniel Green は言います。 「もちろん、私たちは何か新しいものを発見したいと思っています。」
実際、新しい結果は、55 億ドルの LHC が生成する唯一の新しいものは、標準モデルのヒッグス ボソンになるという見通しを高めています。 LHC と協力している物理学者は、さらなる発見を除外するには時期尚早だと述べています。 LHC は 2010 年からデータを取得しており、研究者が 2030 年までに取得したいと考えているデータの 1% にも満たないデータしか収集していません。 2015 年からフル エネルギーで稼働できるようにするために、2 年間の修理のために停止したばかりです。
LHC が再びオンになると、研究者が最初に探すものの 1 つは、他のヒッグス粒子です。標準モデルには、そのうちの 1 つだけが含まれています。しかし、超対称性として知られる、既知のすべての粒子に対してより大きなパートナーを仮定する理論など、より精巧な理論は、いくつか存在する可能性があることを示唆しています。 「どうしてヒッグスが一つしかないの？」ドーソンは言います。 「なぜ2つ、3つなどないのでしょうか?それを排除する理由はありません。」ドーソン氏は、2020 年頃に LHC が目的のデータセットの約 10 分の 1 を収集するまで、何か新しいものへの希望をあきらめることはないと述べています。
それまでは、CERN の担当者は「ヒッグス粒子」に関するプレス リリースを発行し続けることは間違いありません。 ヒッグス粒子。"
