4. heinäkuuta 2012. Sen lisäksi, että se oli Yhdysvaltojen 236. syntymäpäivä, se oli päivä, jolloin fyysikot ilmoittivat löytäneensä vahvoja todisteita Higgsin bosonista, vaikeasta hiukkasesta, joka levittää massaa muille maailmankaikkeuden alkuainehiukkasille. Se oli yksi tärkeimmistä fysiikan saavutuksista viime vuosisadalla, ja testin suorittaminen vei suuren Hadron Collider -laitteen, jättiläinen hiukkaskiihdyttimen, joka sijaitsee Geneven ulkopuolella, Sveitsissä. Tuon voiton jälkeen fysiikkayhteisö luottaa siihen, että CERN: stä seuraa lisää löytöjä. Mutta kirjaimellisesti kvadriljoonaa protonin törmäyksistä törmäyksessä myöhemmin, mitään uutta ei ole syntynyt. Nyt, kun seulottiin vuosien tietoja, LHC: n ATLAS-kokeilussa työskentelevät tutkijat ilmoittivat kuitenkin voivansa vahvistaa jotain uutta: Higgsin bosonin hajoaminen tuottaa pohjakvarkeja, jotka tukevat fysiikan teoreettista kehystä, jota kutsutaan standardimalliksi hiukkasfysiikka.
Lehdistötiedotteen mukaan vuoden 2012 Higgs-havainto oli puutteellinen. Vaikka tosiasiallisesti Higgs-bosonin havaitseminen ei ole tällä hetkellä mahdollista, hiukkaskiihdyttimen avulla hiukkasiin hajoavien bittien havaitseminen on jotain. Tuolloin havaittiin kaksi ennustettua hiukkasta, nimeltään W- ja Z-bosoneja, joiden odotetaan olevan noin 30 prosentilla hajoavista Higgs-bosoneista. Mutta tutkijat eivät nähneet hiukkasia, joita odotettaisiin olevan 60 prosenttia ajasta - pohjan kvarkeja.
Tai ainakin, niin he ajattelivat. Lanka selittää, että ongelmana on, että he näkivät pohjakvarkeja, aivan liian monia niistä; collider tuottaa paljon pohjakvarkeja erilaisten vuorovaikutusten kautta protonivirtojen lisäksi, jotka on suunniteltu puristamaan toisiinsa. Joten selvittää, onko LHC: ssä havaittu pohjakvarkki peräisin hajoavasta Higgsin bosonista vai jostakin muualta, osoittautunut erittäin vaikeaksi. Siksi tutkijoiden saavuttaminen kohtuullisen varmuuden pisteestä kesti niin kauan, että jotkut heidän havaitsemistaan pohjakvarkeista olivat peräisin Higgsin rappeutumisesta. Tarkasteltaessa kaikkia tietoja vuodesta 2011 ja käyttämällä uusia analyyttisiä tekniikoita, kuten syviä keinotekoisia hermoverkkoja ja koneoppimista, he löysivät vihdoin tilastollisesti merkittävän näytön Higgsin tuottamista pohjakvarkeista.
"Se on ensimmäinen kerta, kun olemme nähneet Higgsin kytkeytyvän pohjakvarkeihin, jotka oli ennustettu", John Huth, Harvardin yliopiston hiukkasfyysikko, joka työskentelee ATLAS-kokeessa, kertoo Ryan F. Mandelbaumille Gizmodossa . "Ajattelimme sen tapahtuvan, mutta ennen kuin näimme sen, emme tiedä varmasti, että se kytkeytyi kvarkeihin tällä tavalla."
Vaikka löytö on analyysin voitto ja uusi vahvistus siitä, että olemme todennäköisesti löytäneet Higgsin bosonin, se on myös lievästi pettymys. Tämä johtuu siitä, että se sopii hyvin standardimalliin, jonka kanssa fyysikot ovat työskennelleet 1970-luvun alusta lähtien. Vaikka malli selittää paljon hiukkasfysiikasta, siinä on aukkoja. Esimerkiksi siinä ei käsitellä painovoimaa tai selitetä pimeää ainetta. LHC: n kytkemisen jälkeen tutkijat olivat toivoneet todisteita “outoista” hiukkasista, jotka rikkoisivat tai laajentaisivat vakiomallia tai vahvistaisivat supersymmetrian, lisäyksen malliin, joka auttaa selittämään massaa. Sitä ei yksinkertaisesti ole tapahtunut, ainakaan ei vielä.
Toistaiseksi fyysikot saattavat joutua odottamaan vielä muutama vuosi, ennen kuin luontolakit kirjoitetaan. LHC: llä on käynnissä sarja tehonpäivityksiä, jotka valmistuvat vuonna 2026, ja kun se kytketään takaisin mehukastettuun hiukkaskiihdyttimeen, se voi johtaa omituiseen tieteeseen, jonka kentän on siirryttävä jopa John Hughesin villeimmän mielikuvituksen ulkopuolelle.
