Lang ersehnte Higgs-Teilchen in die Enge getrieben, Wissenschaftler sagen

Diese Geschichte wurde aktualisiert um 9:55 Uhr EST.

Physiker sind näher als je zuvor das schwer fassbare Higgs-Boson Teilchen, das fehlende Stück der herrschenden Theorie der kleinsten Bausteine des Universums zu jagen.

Wissenschaftler am größten Teilchenbeschleuniger der Welt, der Large Hadron Collider der Europäischen Organisation für Kernforschung (CERN) in Genf, Schweiz, heute (Dez. 13) bekannt gegeben, dass sie unten in der Liste der möglichen Verstecke für das Higgs (manchmal genannt die God Particle) verringert hatte und auch einige Anzeichen dafür, dass sie dicht auf den Fersen sind.

"Ich denke, wir sind ganz in der Nähe, immer", sagte Vivek Sharma, ein Physiker an der University of California, San Diego, und der Anführer der Higgs suchen am LHC CMS-Experiment. "Können wir immer die ersten verlockende Hinweise, aber es ist ein Hauch, es ist ein Geruch, es ist nicht ganz die ganze Sache."

Die heutige Ankündigung war mit Spannung erwartete von der Physik-Gemeinschaft und der Öffentlichkeit mit Spekulationen wuchert in den Tagen darauf, das das schwer fassbare Teilchen endlich gefunden worden sind, kann im Vorfeld. Obwohl die Nachricht nicht die endgültige Antwort, was, der einige erhofft hatten ist, ist der Fortschritt eine wichtige, spannende Schritt Physiker sagen. [Top 5 Implikationen der Suche nach dem Higgs-Boson]

"Es ist etwas wirklich außergewöhnliches und ich denke, dass wir alle stolz sein können", sagte CERN-Physiker Fabiola Gianotti, Sprecher für ATLAS-Experiment am LHC, während ein öffentliches Seminar, die Bekanntgabe der Ergebnisse heute.

Experten außerhalb der LHC Kooperationen vereinbart.

"Das sind wirklich hart Experimente, und es ist wirklich beeindruckend, was sie tun," Harvard University theoretischer Physiker Lisa Randall sagte LiveScience.

Ursprung der Masse

Das Higgs-Boson ist gedacht, um auf ein Feld (das Higgs-Feld) gebunden werden, die verantwortlich dafür, dass alle anderen Teilchen ihre Masse ist. Ironischerweise, Physiker haben keine bestimmte Vorhersage für die Masse des Higgs-Bosons selbst, so dass sie eine Vielzahl von möglichen Massen auf Anzeichen des Partikels suchen müssen.

Basierend auf Daten LHCs CMS und ATLAS Experimente, Forscher sagten, sie sind jetzt in der Lage, das Higgs-Masse, um eine kleine Auswahl einzugrenzen, und eine breite Schneise der Möglichkeiten ausschließen.

"Mit den Daten aus diesem Jahr haben wir eine Menge von Massen ausgeschlossen, und jetzt sind wir gerade mit diesem winzigen Fenster in dieser Region, der wohl interessanteste ist verlassen", sagte Jonas Strandberg, ein Forscher am CERN arbeiten am ATLAS-Experiment.

Die Forscher haben nun die Higgs-Masse im Bereich zwischen 115 und 130 Gigaelectronvolts (GeV) in die Enge getrieben. Zum Vergleich: ein Proton wiegt 1 GeV. Außerhalb dieses Bereichs sind die Wissenschaftler mehr als 95 Prozent davon überzeugt, dass das Higgs nicht existieren kann.

Innerhalb dieses Bereichs, die ATLAS-Ergebnisse zeigen einige Anzeichen für eine mögliche Signal aus dem Higgs-Boson rund 125 GeV, obwohl die Daten nicht stark genug für Wissenschaftler sind, einen Anspruch mit dem Maß an Vertrauen zu machen, sie für eine echte Entdeckung benötigen.

Das CMS experiment zeigte auch vorläufige Hinweise auf ein Signal, dass vor Ort.

"Die Selbstbeteiligung ist am besten mit einem Standard Modell Higgs in der Nähe von 124 GeV und unten, aber die statistische Signifikanz ist nicht groß genug, um etwas abschließendes, sagen" CMS experimentieren Sprecher Guido Tonelli in einer Erklärung sagte. "Ab heute sehen wir steht im Einklang mit einer Hintergrund-Schwankung oder die Anwesenheit des Bosons. Raffinierte Analysen und Zusatzdaten in 2012 von dieser herrlichen Maschine geliefert werden auf jeden Fall eine Antwort geben."

Gehen Sie mit Vorsicht

Letztlich, sagte Wissenschaftler sie waren begeistert von der LHC Ergebnisse so weit, aber, dass es zu früh ist, um zu feiern.

"Bitte vorsichtig sein", sagte CERN Direktor allgemeine Rolf-Dieter Heuer. "Wir haben es nicht gefunden, aber wir haben es noch nicht ausgeschlossen. Bleiben Sie dran."

Die Tatsache, dass die unabhängigen Studien von ATLAS und CMS in die gleiche Richtung zeigt besonders Erfolg versprechend ist, sagten Experten.

"Basierend auf der erwarteten Größe des Signals, die Experimente einen ersten Blick auf ein positives Signal haben können," schrieb University of Chicago Physiker Jim Pilcher in einer e-Mail zu LiveScience. "Es ist besonders wichtig, die Ergebnisse von zwei unabhängigen Experimenten zur Verringerung der statistischen Schwankungen und experimentelle Verzerrungen zu vergleichen."

Aber es sollte nicht viel länger, bevor Wissenschaftler sicher sein können, wenn das Higgs vorhanden ist, und wenn ja, wie viel Masse hat.

"Wir wissen, wir müssen immer enger," Strandberg sagte LiveScience. "Alles was wir brauchen ist ein wenig mehr Daten. "Ich denke, dass die Daten, die wir im Jahr 2012 nehmen sollten wirklich eine definitive Antwort geben, wenn das Higgs-Boson existiert."

Unterirdische Explosionen

Der Large Hadron Collider ist eine 17-Mile (27 Kilometer) Schleife begraben, darunter Frankreich und Schweiz, geführt von CERN, mit Sitz in Genf.

Innerhalb dieser Schleife Protonen nahe der Lichtgeschwindigkeit reisen frontal kollidieren, und Unmengen an Energie in mächtige Explosionen lassen.

Diese Energie verschmilzt dann in neue Partikel, von denen einige exotische, schwer zu findende Arten wie das Higgs. Das Higgs zerfällt schnell in andere Teilchen-Produkte, die dann von den Detektoren ATLAS und CMS erfasst sind. [6 exotischen Teilchen erklärt]

Die neuen Ergebnisse basieren auf Daten gesammelt über 500 Billionen Proton-Proton-Kollisionen im LHC.

Großen Gewinn

Das Higgs-Boson und seine damit verbundene Higgs-Feld wurden 1964 von Physiker Peter Higgs und seine Kollegen vorhergesagt. Obwohl der Higgs-Mechanismus die beste Erklärung ist für, warum Teilchen eine Masse haben, werden bis zu seiner wichtigsten Vorhersage – das Higgs-Boson – findet. [Infografik: das Higgs-Boson]

"Es wäre eine große Entdeckung, absolut," sagte Randall, wer ist der Autor von einem kürzlich erschienenen Buch über das Higgs und andere Partikel Geheimnisse genannt "Knocking on Heavens Door: wie Physik und wissenschaftliches Denken des Universums und die moderne Welt beleuchten" (Ecco, 2011). "Wir haben über den Higgs-Mechanismus seit Jahren bekannt, aber wir wissen nicht, ob es richtig ist."

Die Entdeckung des Higgs böte endgültigen glauben an die Idee und ihre Urheber.

"Wenn es gefunden wird, gibt es einige Leute, die einen Nobelpreis bekommen," sagte Vivek Sharma, ein Physiker an der University of California, San Diego, und der Anführer der Higgs-Suche am LHCs CMS experimentieren.

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