Tevatron zeigt Higgs-Boson Eigenschaften – 4 Jahre nach dem Herunterfahren

Das Tevatron Collider — zweitstärksten Teilchenbeschleuniger der Welt – wurde im Jahr 2011 geschlossen. Nun, von jenseits des Grabes ist es aufschlussreich, Eigenschaften des Higgs-Bosons.

Der amerikanische Beschleuniger, gelegen am Fermilab in Batavia, Illinois, lief von 1983 bis 2011. Es zeigte sich während dieser Zeit Hänseleien Einblicke in das Higgs, aber letztlich ist es der Large Hadron Collider, die schließlich das schwer fassbare Teilchen gefunden wurde. Die Entdeckung der Partikelmasse in erster Linie als 125 Giga-Elektronenvolt identifiziert – über 133 Mal die Masse des Protons.

Aber wie jedes Teilchen, das Higgs-Boson hat andere Eigenschaften, wie quantisierten Höhe des Drehimpuls (von den Physikern als Spin bezeichnet) und eine Art von Symmetrie bekannt als Parität (die entweder gerade oder ungerade sein kann), die vorschreiben, wie es in verschiedenen Teilchen zerfällt. Das Standard-Modell sagt voraus, dass das Higgs Null Spin und positiver Parität haben sollte – aber experimentelle Ergebnisse waren erforderlich, um zu bestätigen, das ist der Fall.

Ergibt sich aus der LHC zufolge bereits der Fall ist, aber Analyse der Daten von Tevatron bald um in Physical Review Letters veröffentlicht hilft die Spin-Parität das Higgs bestätigen. Wissenschaft erklärt, wie Forscher vom Fermilab darüber gelaufen:

Anstatt zu studieren die Zerfälle der Higgses, suchten sie nach Anzeichen für eine produziert im Tandem mit einem Z-Boson oder ein W-Boson Higgs Teilchen, die die schwache Kernkraft zu vermitteln... (Das Higgs ausgegangen wurde, in ein paar Partikel bekannt als ein Bottom-Quark und eine antibottom Quark zerfallen.) Forscher berechnet aus der Energien und Momenta das Higgs und der Partner dann eine Menge bezeichnet die invariante Masse für das Paar. Das Higgs und der Partner aus dem Zerfall von Teilchen eine alleinerziehende Mutter geboren, diese Menge wäre die Masse dieses Elternteils. In Wirklichkeit würde das Higgs und seinem Partner entstehen direkt aus dem Chaos von der Kollision der Teilchen, also das übergeordnete Teilchen rein hypothetisch ist.

Dennoch konnten Forscher durch die Berechnung der Masse dieser hypothetischen Elternteil Teilchens, testen Sie verschiedene Kombinationen von Spin und Parität durch einen Bevollmächtigten. Wenn das Higgs "exotische" Spin-Parität, anstatt die standard-Modell-Eigenschaften hatte, liegen die beobachteten invariante Masse höher. Also Forscher arbeiten mit zwei Teilchendetektoren gespeist von der Tevatron — CDF und D0 – solche High-invariante Masse Paare gesucht. Finden keine, sie noch mehr stringent exotischen Versionen von das Higgs ausgeschlossen. Also obwohl Tevatron Physiker das Higgs-Boson nie schlüssig beobachteten, konnten sie seine Eigenschaften begrenzen.

Die neuen Ergebnisse von Tevatron bestätigen mit Sicherheit mehr als jene aus der LHC hat das Higgs Null Spin und positiver Parität – wohl der LHC bekommen aber es zuerst. Das ist verständlich, aber, wie viele Menschen arbeiten am Tevatron am LHC neue experimentelle Arbeit anstatt Analyse von alten Daten durchführen verschoben.

Unabhängig von Premieren ist es wahrscheinlich die letzte spannende Einblick in das Higgs, die Tevatron sehen werden. Mit dem Taktstock nun fest an den LHC weitergegeben kommen unsere weitere Verständnis der das Higgs aus Europa, nicht in den USA. [ArXiv über Wissenschaft]

Innenansicht des Tevatron Collider von Steve Krave unter Creative Commons Lizenz