Higgsova částice
Tato krátká kapitola vám poskytne představu o pátrání po částici, o níž se v poslední době dost mluví.


Mezi novými částicemi, po nichž se v experimentech na LHC pátrá, je Higgsova částice patrně nejslavnější a nejvíc se o ní mluví. Její objev může přispět ke konečnému potvrzení teorie, která vznikla v 60. letech 20. století a jež popisuje mechanismus, jakým získávají všechny částice standardního modelu hmotnost. Podle teoretických představ měly těsně po velkém třesku všecny částice nulovou hmotnost. Krátký okamžik po velkém třesku prostoupilo náš vesmír zvláštní médium, kterému se říká Higgsovo pole nebo kondenzát. Od té chvíle mají částice nenulovou hmotnost. Celý mechanismus si můžeme představit tak, že toto médium klade většině částic jakýsi odpor (různým typům různě veliký), takže k jejich urychlování je potřeba síla, což se navenek jeví, jako že mají hmotnost. Elementární částice se v současné fyzice popisují jazykem tzv. kvantových polí, tedy i s Higgsovým polem je spojena částice - právě ta, jež se nazývá Higgsova. Má značnou hmotnost a krátkou dobu života - rychle se rozpadá na jiné částice. Lze ji tedy pozorovat jedině prostřednictvím jejích rozpadových produktů. To, na co se Higgsova částice rozpadá přednostně, závisí do velké míry na její hmotnosti. Ta však dosud není známa. To je důvodem, proč fyzikové pátrají po nejrůznějších signálech odpovídajících všem možným rozpadovým modům Higgsovy částice. Následujícím graf založený na teoretických výpočtech ukazuje poměry, v jakých se podílejí různé procesy na rozpadu Higgsovy částice, v závislosti na její hmotnosti. Hodnoty hmotnosti jsou vyneseny na ose x, hodnoty podílů (v logaritmické škále) na ose y. Je zřejmé, že to, jak je který rozpadový proces důležitý (a jaká je šance, že bude v experimentu pozorován) významně závisí na hmotnosti Higgsovy částice.



Věnujte pozornost modré čárkované čáře (označené WW). Prozrazuje nám, že pokud je hmotnost Higgsovy částice větší než 140 GeV/c2, bude se rozpadat převážně na dvě částice W. Samotná Higgsova částice je elektricky neutrální, takže tato dvojice částic W musí mít opačné elektrické náboje.

Nyní už toho víte dost, abyste mohli pátrat po událostech pocházejících od Higgsovy částice. Umíte najít signál, že při srážce vznikla částice W, a tak jste schopni i vybrat události se dvěma částicemi W. Před tím si ještě prohlédněte dva další Feynmanovy diagramy: Jeden zobrazuje produkci a rozpad Higgsovy částice a jeden událost pozadí (konkrétně produkci těžkého páru top anti-top). (Pozor, i v tomto typu pozadí vzniká pár W+W-.)





Teď už zbývá jen Higgsovu částici najít - pusťte se do měření!