Sains Cern Temui Dua Pecahan Misteri Partikel Tuhan Yang Sukar Dikesan

---

Higgs Boson: Penemuan Rar dalam Dunia Fizik Partikel
Bayangkan suatu partikel yang begitu sukar dikesan sehingga sukar untuk menjelajahinya. Itulah cabaran yang dihadapi penyelidik ketika mengkaji Higgs boson, partikel asas yang juga dikenali sebagai “partikel Tuhan” kerana peranannya dalam memberikan massa kepada partikel lain.
Baru-baru ini, kolaborasi ATLAS di CERN telah membuat terobosan penting dengan menghasilkan penemuan perilaku misteri Higgs boson, termasuk dua jenis pereputan yang sangat jarang berlaku.

Pereputan ini, di mana Higgs boson berubah menjadi sepasang muon (H→μμ) atau Z boson dengan foton (H→Zγ), berlaku dengan frekuensi yang sangat rendah – hanya satu dalam setiap beberapa ribu pereputan Higgs. Penyelidikan ini berpotensi membuka jalan untuk menemui partikel-partikel yang tidak diketahui dan membantu kita mengupas pelbagai misteri berkaitan dengan ‘partikel Tuhan’.
Menangkap Pereputan Jarang dengan Keyakinan Tinggi Memahami pereputan yang jarang ini bukanlah tugas yang mudah. Kolaborasi ATLAS, yang merupakan sekumpulan saintis yang bekerja di Large Hadron Collider (LHC) di CERN, menghabiskan bertahun-tahun mengumpul data dari eksperimen mereka. Cabaran utama ialah kelangkaan kejadian ini: Pereputan Higgs boson menjadi muon berlaku kira-kira satu dalam setiap 5000 pereputan Higgs. Oleh itu, pasukan harus mencari isyarat kecil di tengah kebisingan yang disebabkan oleh interaksi partikel lain.
Untuk meningkatkan keberkesanan pencarian, saintis menggabungkan data dari LHC Runs 2 dan 3, memberikan gambaran yang lebih lengkap. Dengan data yang dipertingkatkan ini, penyelidik ATLAS menggunakan teknik canggih untuk menapis bunyi latar dan fokus kepada kejadian yang menunjukkan tanda-tanda pereputan Higgs yang jarang.
Dalam kes H→μμ, mereka mencari sedikit peningkatan dalam jisim pasangan muon pada 125 GeV, yang merupakan jisim Higgs yang diketahui. Sementara itu, pereputan H→Zγ menghadapi cabaran yang lebih besar. Z boson yang dihasilkan dalam pereputan ini hanya pecah kepada pasangan elektron atau muon kira-kira enam peratus daripada waktu, dan foton sukar dibezakan daripada jet partikel lain yang dihasilkan dalam proses lain.
ATLAS memperkenalkan kaedah analisis baru untuk meningkatkan sensitiviti pencarian mereka. Dengan mengkategorikan kejadian berdasarkan cara Higgs dihasilkan dan memperbaiki kriteria pemilihan mereka, pasukan dapat melihat isyarat yang lebih jelas.
Usaha keras mereka membuahkan hasil: Untuk pereputan H→μμ, mereka mencapai kelebihan signifikan sebanyak 3.4 deviasi piawai, yang bermaksud hasil ini sangat tidak mungkin (satu dalam 3000) adalah kesilapan statistik. Ini adalah penambahbaikan yang ketara berbanding keputusan sebelum ini, yang hanya menunjukkan petunjuk pereputan pada tahap dua deviasi.
Pintu Baru ke Arah Fisika Selain Model Standard Penemuan ini mempunyai implikasi yang luas. Dengan mendedahkan pereputan jarang ini, kolaborasi ATLAS membuka pintu untuk meneroka fizik yang berada di luar Model Standard. Partikel yang tidak diketahui yang menyumbang kepada pereputan H→Zγ mungkin menjadi tanda fizik yang masih tidak diterokai.
Walau bagaimanapun, cabaran masih ada. Walaupun hasil ini sangat groundbreaking, mereka belum lagi definitif. Dalam usaha selanjutnya, penyelidik ATLAS merancang untuk menyelidik lebih mendalam ke dalam pereputan Higgs yang jarang dengan data yang lebih banyak dari pusingan masa depan LHC.
Dengan harapan bahwa data masa depan tidak hanya mengesahkan penemuan ini tetapi juga mendedahkan lebih banyak butiran tentang bagaimana Higgs berinteraksi dengan partikel lain, terutama yang kurang diteliti seperti fermion generasi kedua.
Anda boleh membaca tentang dua pereputan ini dengan lebih terperinci di sini dan sini.


Source link

---