2012年7月4日。米国の236歳の誕生日であることに加えて、物理学者は、宇宙の他の素粒子に質量を与えるとらえどころのない粒子であるヒッグスボソンの強力な証拠を発見したと発表した日でした。 前世紀の物理学における最も重要な成果の1つであり、それをテストするためにスイスのジュネーブ以外に拠点を置く巨大粒子加速器であるラージハドロンコライダーの建設が必要でした。 その勝利に続いて、物理学コミュニティはCERNからさらに多くの発見が続くと確信していました。 しかし、コライダーでの陽子衝突の文字通りの四つ角形は、新しいものは何も現れていません。 しかし、今では、長年のデータをふるい分けた後、LHCのATLAS実験に取り組んでいる研究者は、新しい何かを確認できることを発表しました。ヒッグスボソンの崩壊はボトムクォークを生成し、標準モデルとして知られる物理学の理論的枠組みをサポートします素粒子物理学。
プレスリリースによると、2012年のヒッグスの目撃は不完全でした。 ヒッグス粒子を実際に観測することは現時点では不可能ですが、粒子が崩壊するビットを検出することは、粒子加速器でできることです。 その時点で、WボゾンとZボソンと呼ばれる2つの予測粒子が観測されました。これは、崩壊するヒッグスボソンの約30％で予想されています。 しかし、研究者は、粒子が60％の時間（予想されるボトムクォーク）を予想していなかった。
または少なくとも、彼らは考えました。 Wire氏によると、問題はボトムクォークを見たということです。 コライダーは、互いに衝突するように設計された陽子の流れに加えて、さまざまな相互作用によって多くのボトムクォークを生成します。 そのため、LHCで検出されたボトムクォークが崩壊しているヒッグスボソンによるものなのか、それとも他のどこから来たものなのかを把握することは非常に困難でした。 そのため、科学者が観測しているボトムクォークのいくつかがヒッグス崩壊から来ているという合理的な確実性のポイントに到達するのに非常に時間がかかった。 2011年以降のすべてのデータを見て、ディープ人工ニューラルネットや機械学習などの新しい分析手法を使用して、最終的にヒッグス生成ボトムクォークの統計的に有意な証拠を見つけました。
「予測されていた、ヒッグスとボトムクォークの結合を見たのは初めてです」と、ハーバード大学の素粒子物理学者ジョン・ハスは、ATLAS実験に取り組んでおり、 ギズモードのライアン・F・マンデルバウムに語っています。 「私たちはそれが起こると思っていましたが、それを見るまでは、それがこのようにクォークと結合していることを確実に知りませんでした。」
この発見は分析の勝利であり、ヒッグス粒子を発見した可能性が高いという別の確認であるが、それは少し失望している。 それは、物理学者が1970年代初期から取り組んできた標準モデルにうまく適合するからです。 モデルは素粒子物理学について多くを説明していますが、いくつかの隙間があります。 たとえば、重力に対処したり、暗黒物質を説明したりしません。 LHCのスイッチを入れてから、研究者は、標準モデルを破壊または拡張する、または質量の説明に役立つモデルへの補遺である超対称性を確認する「奇妙な」粒子の証拠を期待していました。 少なくともまだ、それは起きていません。
今のところ、物理学者は自然の法則が書き直されるまでさらに数年待たなければならないかもしれません。 LHCは2026年に完了する一連のパワーアップグレードを受けており、ジューシーな粒子加速器に切り替えると、フィールドはジョンヒューズの想像をはるかに超える奇妙な科学につながる可能性があります。
