4 Ιουλίου 2012. Εκτός από τα 236α γενέθλια των Ηνωμένων Πολιτειών, ήταν η ημέρα που οι φυσικοί ανακοίνωσαν ότι βρήκαν ισχυρές ενδείξεις για το μποζόνιο Higgs, ένα αόρατο σωματίδιο που προσδίδει μάζα σε άλλα στοιχειώδη σωματίδια στο σύμπαν. Ήταν ένα από τα σημαντικότερα επιτεύγματα στη φυσική τον περασμένο αιώνα και πήρε την κατασκευή του Large Hadron Collider, του επιταχυντή τεράστιων σωματιδίων που εδρεύει εκτός της Γενεύης της Ελβετίας, για να το δοκιμάσει. Μετά από αυτό το θρίαμβο, η κοινότητα της φυσικής ήταν πεπεισμένη ότι θα προκύψουν περισσότερες ανακαλύψεις από το CERN. Αλλά κυριολεκτικά τετραπλάσια συγκρούσεων πρωτονίων στον κολλητή αργότερα, δεν προέκυψε τίποτα νέο. Τώρα, όμως, μετά από κοσκινίζοντας χρόνια δεδομένων, οι ερευνητές που εργάζονται στο πείραμα ATLAS του LHC ανακοίνωσαν ότι μπορούν να επιβεβαιώσουν κάτι νέο: η αποσύνθεση του μποζονίου Higgs παράγει κουάρες κάτω, δίδοντας στήριξη σε ένα θεωρητικό πλαίσιο φυσικής γνωστό ως το πρότυπο μοντέλο σωματιδίων.
Σύμφωνα με ένα δελτίο τύπου, η επισκόπηση του Higgs για το 2012 ήταν ελλιπής. Ενώ στην πραγματικότητα παρατηρώντας ένα μποζόνιο Higgs δεν είναι επί του παρόντος δυνατή, ανίχνευση των bits το σωματίδιο αποσυντίθεται είναι κάτι που μπορεί να κάνει ο επιταχυντής σωματιδίων. Εκείνη την εποχή, παρατηρήθηκαν δύο προβλεπόμενα σωματίδια που ονομάστηκαν W και Z bosons, τα οποία αναμένονται σε περίπου 30 τοις εκατό των αποσυντίθενται σε μποζόνια Higgs. Ωστόσο, οι ερευνητές δεν είδαν τα σωματίδια να αναμένουν το 60% των κουάρκ.
Ή τουλάχιστον, έτσι σκέφτηκαν. Το πρόβλημα, εξηγεί το σύρμα , είναι ότι είδαν τα κάτω κουάρκ, ακριβώς πάρα πολλά από αυτά. ο ανιχνευτής παράγει πολλά κουάρκ των πυθμένων μέσω διαφόρων αλληλεπιδράσεων εκτός από τα ρεύματα των πρωτονίων έχει σχεδιαστεί για να χτυπήσει το ένα στο άλλο. Επομένως, το να διαπιστώσουμε εάν ένα κατώφιο κουάρκ που ανιχνεύτηκε στο LHC προήλθε από ένα αποσπασματικό μποζόνιο Higgs ή από κάπου αλλού αποδείχτηκε εξαιρετικά δύσκολο. Γι 'αυτό πήρε τόσο πολύ για τους επιστήμονες να φτάσουν στο σημείο της εύλογης βεβαιότητας ότι μερικά από τα κάτω κουάρκ που παρατηρούσαν προέρχονταν από τη φθορά Higgs. Μελετώντας όλα τα δεδομένα από το 2011 και χρησιμοποιώντας νέες αναλυτικές τεχνικές όπως τα βαθιά τεχνητά νευρωνικά δίχτυα και την μηχανική μάθηση, βρήκαν τελικά στατιστικά σημαντικές αποδείξεις για τα κουάρκ που παρήγαγαν Higgs.
"Είναι η πρώτη φορά που έχουμε δει τη σύζευξη Higgs στα κάτω κουάρκ, που είχαν προβλεφθεί", λέει ο Ryan F. Mandelbaum στο Gizmodo, ο John Huth, φυσικός σωματιδίων του Πανεπιστημίου του Χάρβαρντ που εργάζεται στο πείραμα ATLAS. «Νομίζαμε ότι θα συμβεί, αλλά μέχρι να το δούμε, δεν θα ήμασταν σίγουροι ότι συσχετίσαμε με κουάρκ με αυτό τον τρόπο».
Ενώ το εύρημα είναι ένας θρίαμβος ανάλυσης και μια άλλη επιβεβαίωση ότι πιθανώς βρήκαμε το μποζόνιο Higgs, είναι επίσης ήπια απογοητευτική. Αυτό συμβαίνει επειδή ταιριάζει με το Standard Model, με το οποίο οι φυσικοί συνεργάζονται από τις αρχές της δεκαετίας του '70. Ενώ το μοντέλο εξηγεί πολλά για τη σωματιδιακή φυσική, έχει κάποιες τρύπες. Για παράδειγμα, δεν αντιμετωπίζει τη βαρύτητα ή εξηγεί τη σκοτεινή ύλη. Από τη στιγμή που το LHC είχε ενεργοποιηθεί, οι ερευνητές ελπίζουν να αποδείξουν «περίεργα» σωματίδια που θα σπάσουν ή θα επεκτείνουν το πρότυπο μοντέλο ή θα επιβεβαιώσουν την υπερσυμμετρία, μια προσθήκη στο μοντέλο που βοηθά στην εξήγηση της μάζας. Αυτό απλά δεν συνέβη, τουλάχιστον όχι ακόμη.
Προς το παρόν, οι φυσικοί ίσως χρειαστεί να περιμένουν μερικά ακόμη χρόνια πριν να ξαναγραφούν οι νόμοι της φύσης. Το LHC βρίσκεται σε σειρά αναβαθμίσεων ισχύος που θα ολοκληρωθούν το 2026 και όταν επανέλθει στον επιταχυντή σωματιδίων που έχει αποξηρανθεί μπορεί να οδηγήσει σε ένα είδος παράξενης επιστήμης, το πεδίο χρειάζεται να ξεπεράσει την πιο τρελή φαντασία του John Hughes.
