ÚJ FELFEDEZÉSEK A CERN NAGY HADRONÜTKÖZTETÕJÉNÉL: FURCSA RÉSZECSKÉK Új fizika jelei az LHC-nál? A részecskefizika minig az éreklõés élvonalában van, és jelentõsebb ereményeiért gyakorlatilag kijár a Nobel-íj. Ezért szinte évente felsejlik valamilyen új felfeezés benne, és nem okvetlenül mérési hiba következtében, mint a fénynél gyorsabb netrínók esetében. Amint korábban megírtk, a CERN Nagy Haronütköztetõjénél (1. ábra) az ATLAS és a CMS kísérlet 215-ben az aigi aatoknak ellentmonani látszó új jelenséget látott kialaklni: Higgs-bozon-szerû részecske jelét 75 GeV/c 2 -es tömegnek megfelelõ energiánál, amely azonban nem egyezett a Higgs-bozon tlajonságaival. Az új jel a két kísérlet 216-ban gyûjtött aataiban fokozatosan elenyészett, beleolvat a háttérbe. Ugyanakkor viszont az antianyag vizsgálatára szakosoott LHCb együttmûköés egész sor olyan új részecske megfigyelését jelentette be, amelyeket több korábbi kísérlet már látni vélt, más kísérletek peig megcáfoltak. A továbbiakban néhány frcsa és eig más kísérlet által sem megerõsített, sem peig megcáfolt részecskefizikai megfigyelést írnk le. A minenható stanar moell 1. ábra. A svájcifrancia határon (keresztekkel jelölve) fekvõ CERN és környéke a Szper-protonszinkrotron (SPS) és az LHC gyûrûivel, valamint háttérben az Alpokkal. Jelentõs magyar csoport a CMS, ALICE, NA61 és TOTEM kísérleteknél olgozik, e most az LHCb-rõl lesz inkább szó. Horváth Dezsõ Széchenyi-íjas kísérleti részecskefiziks. 197-ben végzett az ELTE-n, vizsgálatait Dbnában és Leningrában kezte, a kanaai TRIUMF-ban, az amerikai BNL-ben, a svájci Pal-Scherrer Intézetben, az olasz INFN-ben, maj a CERN-ben folytatta. BapestDebrecen ktatócsoportokat szervezett CERN-kísérletekre. 26 óta koorinálja a magyar fizikatanárok részecskefizikai oktatását a CERN-ben. Emerits professzor, magántanárként részecskefizikát oktat a Debreceni Egyetemen. 2. ábra. A stanar moell részecskéi: fermionok (kvarkok és leptonok) és bozonok, a kölcsönhatások közvetítõi. kvarkok leptonok n e e Horváth Dezső MTA Wigner Fizikai Ktatóközpont, Bapest és MTA Atommagktató Intézet, Debrecen A részecskefizika jelenlegi elmélete, amelyet történeti okokból stanar moellnek hívnk, a világot anyagi és kölcsönhatást közvetítõ részecskék segítségével írja le, az elõbbieket Enrico Fermi olasz fiziks nevébõl fermionoknak, az tóbbiakat Satyenra Bose iniai fiziks neve tán bozonoknak hívjk. A fizika jelenlegi állása szerint a 2. ábra valamennyi alapvetõ elemi részecskét tartalmaz, minegyiket meg is figyeltük, toljára, 212-ben a Higgs-bozont. A fermionok háromfélék lehetnek: hat kvarkból állnak össze a magerõkben részt vevõ összetett részecskék, a haronok, amelyek közül a legismertebbek az atommagot alkotó netron és proton. Az gyancsak hat lepton fele töltött részecske, közöttük a legkönnyebb az atomok elektronja, és minegyikhez tartozik egy-egy elektromosan semleges netrínó. A bozonok közül a γ-foton közvetíti az elektromágneses kölcsönhatást, a c s n m m t b n t t g g Z W H Higgs-bozon közvetítõk HORVÁTH DEZSŐ: ÚJ FELFEDEZÉSEK A CERN NAGY HADRONÜTKÖZTETŐJÉNÉL: FURCSA RÉSZECSKÉK 219
8 g-glon a magerõket és a W- és Z-bozon peig az atommagok bomlását vezérlõ gyenge kölcsönhatást. A Higgs-bozon szerepe sajátos: õ maga nem közvetít kölcsönhatást, e szerepe van az elemi részecskék tömegének létrejöttében. A stanar moellt eig valamennyi mérési aatnk igazolni látszik, a segítségével végzett számítások ereményét az aatok igazolják. Ugyanakkor jó néhány megfigyelésrõl, mint pélál a netrínók tömege, a Világegyetem sötét anyaga, vagy az antianyag eltûnése az Õsrobbanás tán nem a számot. Van oknk rá, hogy egyre pontosabb részecskefizikai kísérletekkel tapogassk, keressük a stanar moell érvényességi határait. A Higgs-bozon felfeezése óta jelenleg ez az LHC, a CERN Nagy Haronütköztetõjének egyik fõ felaata. Felfeezés és kizárás A kísérleti ereményekhez matematikai bizonytalanságot és megbízhatóságot renelünk, ezek jellemzik azok minõségét. Felfeezés A bizonytalanság sokféle forrásból tevõik össze: az észlelt események számából ere a statisztiks, a jel mögötti zaj vagy háttér, valamint a mérõberenezés és az aatelemzéshez felhasznált információ a szisztematiks bizonytalanság forrása. Minezeket némileg félrevezetõ kifejezéssel mérési hibának is hívják, habár egyáltalán nem hiba következménye. A különbözõ bizonytalansági források járlékát matematikailag összegezve (ez egyébként igencsak bonyollt eljárás) kapjk mérési ereményünk teljes bizonytalanságát, amelyet hagyományosan a szigma (σ ) görög betûvel jelölünk. Megállapoás szerint a részecskefizikában akkor feezünk fel valami újat, ha (1) az legalább a teljes kísérleti bizonytalanság ötszörösével, 5σ -val emelkeik ki a mögötte található háttérbõl, az ismert folyamatok tengerébõl, azaz megbízhatósága a bizonytalanság legalább ötszöröse; (2) azt másik független kísérlet megerõsíti és (3) az ereményt más kísérlet nem cáfolja meg. Az eigi tapasztalat szerint, amikor az elsõ két feltétel teljesült, azt általában a többi kísérlet is megerõsítette.,4,3,2,1,1% 34,1% 34,1% 2,1% 2,1% 13,6% 13,6%,1% 3 s 2 s s m s 2s 3s 3. ábra. A σ bizonytalanságú normális valószínûségeloszlás megbízhatósági fokozatai. Kizárás A megbízhatóság matematikai fogalmára elsõsorban akkor van szükségünk, ha nem kapnk a keresett új jelenségre taló, meggyõzõ jelet, és azt akarjk tni, mit jelent az eremény a feltételezett moell érvényességére vonatkozóan. A gyorsítós részecskefizikában megállapoás szerint azt a jelenséget zárjk ki, amelyre a kizárás megbízhatósága (iegen szóval konfienciája) 95%-os, vagyis annak valószínûsége, hogy a jel mégis létezik, csak nem vettük észre, kevesebb, mint 5% (3. ábra). A statisztika tománya azt monja, hogy ha pélál egyszerû számlálásnál nem észleltünk semmit, azaz eseményt láttnk, akkor 95%-os megbízhatóság mellett csak azt állíthatjk, hogy az észlelt események száma 3-nál kevesebb volt. Nagyon bonyollt felaat a szisztematiks bizonytalanság megállapítása, hiszen a különbözõ eltérések forrásai összefüggenek, az egyik változása a többit is megváltoztathatja, és igyekeznünk kell minezt a legpontosabban figyelembe venni. Ugyanakkor a fiziks is gyarló emberi lény: vigyáznnk kell, nehogy felfeezési vágynk befolyásolja aataink elemzését. Ennek elkerülésére két mószert is alkalmaznk: Az aatelemzést szimlációk segítségével optimalizáljk, pblikáljk, és jóvá hagyatjk az egész együttmûköéssel, mielõtt alkalmaznánk. Tekintettel arra, hogy az aatokat sok csoport elemzi és végereményképpen a legjobb elemzés kerül nyilvánosságra, az elemzési mószerek a versengõ csoportok igen alapos kritikájának vannak kitéve. Az aatgyûjtés közben, ha már valamilyen új jelenséget sejtünk, az oa várható aatokat kizárjk az elõzetes elemezésbõl, és egy elõre meghatározott pillanatban, renszerint nagyobb konferencia elõtt szabaítjk fel, valamennyi hasonló elemzésen olgozó csoportnak egyiejûleg, nehogy egymást befolyásolják. Ezt a mószert vak analízisnek hívjk és az orvostományból kölcsönöztük. Összefoglalva tehát: a megfigyelés nálnk 5σ többlet, a kizárás peig 95%-os hiány. A (részecske)fizikának azonban vannak területei, ahol a gyorsítós méréseknél kevesebb az észlelés. A netrínófizikában és az asztrofizikában 9%-os kizárást is meg szoktak ani. Elfogaott felfeezés: a Higgs-bozon Az 5σ többlettel kapcsolatos pozitív tapasztalat ellenére azonban a részecskefizikában akkor fogank el egy felfeezést, amikor azt egy másik kísérlet hasonló megbízhatósággal megerõsíti. A Higgs-bozon megfigyelését akkor merte a CERN hivatalosan bejelenteni, amikor min az ATLAS, min peig a CMS kísérlet 5σ eseménytöbblettel látott gyanolyan tömegû és a Higgs-bozonhoz hasonló tlajonságú részecskét (4. ábra). Ugyanakkor a néhai LEP elektron-pozitron ütköztetõ négy kísérlete közül az ALEPH csaknem meggyõzõen látott Higgs-bozont 1 GeV-vel kisebb tö- 22 FIZIKAI SZEMLE 218 / 78
észre, hogy egy kísérlet aatgyûjtését nem éremes folytatni, amikor a statisztiks bizonytalanság már a szisztematiks alatt van. 4. ábra. A sok egyéb részecske mellett keletkezõ Higgs-bozon bomlása két nagy energiájú fotonra (pirossal jelölve) a CMS-etektorban. megnél, mint ahol késõbb felfeezték, e a másik három (DELPHI, L3 és OPAL) gyanott semmi többletet nem észlelt; emiatt komoly viták voltak a közös cikk megfogalmazásáról. A LEP-nél több hasonló eset is volt, amikor az egyik kísérlet észlelt valami újat, e a többi nem látta: ez a statisztika gonosz tréfája a kísérletezõkkel. Hasonló eset volt az is, ami a frissen észlelt Higgsbozon tanlmányozása alatt történt 212-ben. Az aatok negyee már meggyõzõen mtatta az új részecskét, e minkét kísérlet esetén valamivel nagyobb valószínûséggel jelentkezett, mint az elméleti jóslat. Aztán az ATLAS aataiban kezetben nõtt a jel, a CMS aataiban viszont csökkent, állanóan a kísérleti bizonytalanság határán tartva a különbséget. Az év végére minen aat szépen belesimlt a stanar moellel számított értékekbe. A Higgs-bozonos aatelemzés fejlõése is érekes volt: kezetben a kísérletek elemzõi a statisztiks bizonytalanságot igyekeztek csökkenteni, emiatt viszont az aatmennyiség növelésével a szisztematiks bizonytalanság nagyobb lett a statisztiksénál. 213-ban minkét kísérlet új elemzési mószert készített, amellyel a szisztematiks bizonytalanságot a statisztiks alá sikerült csökkenteni, a különbség az ATLAS esetében volt igazán feltûnõ. Vegyük Összetett kvarkállapotok A stanar moell feltételezi, hogy a kvarkok közötti erõs kölcsönhatás töltése három állapotú, és azt a színlátással való kiváló analógia alapján színtöltésnek hívjk. A természet csak színtelen állapot létezését engei, ezért csak a kétféle legegyszerûbb színtelen kötött kvarkállapot létezik: a három kvarkból álló barionok ([qqq], mint az [] netron és az [] proton), illetve a kvark antikvark kötött állapotok, a mezonok. Három antikvark természetesen antibariont alkot, olyan pélál az [ ] antiproton. Elvben semmi sem gátolja háromnál több kvarkból álló haronok kialaklását, amíg a színtelenség követelménye kielégül. Ilyenek lehetnek a tetrakvark vagy imezon, [ q qqq], a pentakvark [ qqqqq] és a hexa- kvark vagy ibarion [qqqqqq] vagy [ qqqqqq], bennük a q akármelyik kvarkot jelölheti, vegyesen. Ezek az állapotok lehetnek két haron moleklaszerûen kötött állapotai, vagy kvarkanyagszerû erõsen kötött állapotok. Még egzotiksabb a sok glon kötött állapota, a glonlaba. Minegyik kielégítheti a színtelenség követelményét. Dibarionok vagy hexakvarkok Egy hexakvark (5. ábra, balra) biztosan létezik, a eteron, a proton és netron kötött állapota, és az valóban moleklaszerû, hiszen a netron és a proton külön-külön van benne, viszonylag gyenge kötésben. Elméletileg megjósolták a H ibarion létezését, amely [s] [s] vagy [ss] alakú, és azt többen felfeezték, maj létezését még többen megcáfolták. A 8- as évek végén egy konferencián tanúja voltam, hogy a ibarionokkal foglalkozó ülést a konferencia elnöke a következõ monattal jellemezte: A ibarionok ér- 5. ábra. Balra a hexakvark (ibarion), középen a mezonbarion molekla és jobbra a pentakvark. HORVÁTH DEZSŐ: ÚJ FELFEDEZÉSEK A CERN NAGY HADRONÜTKÖZTETŐJÉNÉL: FURCSA RÉSZECSKÉK 221
ekes tlajonsága, hogy a mérések pontosításával hajlamosak eltûnni. A ibarionokat azóta is éreklõés övezi: az InSpire pblikációs aatbázis 198 elõtt 5, 198 és 199 között 35, 1991 és 2 között 26, 21 és 21 között 12, 211 óta peig 12 ibarionokkal foglalkozó pblikációt tart nyilván. Pentakvarkok Az elhíresült Θ = [ s] penta- kvark, az elsõ ötkvarkos állapot (5. ábra, középen és 5. ábra, jobbra) létezését szovjet elméleti fiziksok várták (jósolták meg elméleti számítás alapján, ahogy monani szoktk) 154 MeV/c 2 tömeg környékén. Einstein E = mc 2 formlája alapján, amely összefüggésbe hozza az energiát és a tömeget, a részecskék tömegét energiaegységekben, általában millió elektronvoltban (1 ev energiát nyer egy elektron 1 V feszültség hatására), MeV-ben mérjük és a részecske jele tán írjk. Ennek megfelelõen ez a pentakvark a Θ (154) nevet kapta. A javaslat nagy pblicitást kapott, nyolc kísérlet korábbi aatok elemzése alapján azonnal felfeezni is vélte (a részecskefizika eseményeket tárol, amelyekhez késõbb vissza lehet térni és újabb szempontokból elemezni), maj még többen megcáfolták. Sokan tánaszámoltak, pélál Csikor Ferenc és társai (Eötvös Egyetem) számításai 26-ban a Θ (154) létezését kétségbe vonták. Ez a pentakvark le is került a napirenrõl. Annál meglepõbb volt, amikor az antianyag ktatására alaklt LHCb együttmûköés (6. ábra) 215-ben közölte, hogy két pentakvarkállapotot (7. ábra, balra) feeztek fel a b-kvarkot tartalmazó Λ b barion bomlástermékeiben (7. ábra, jobbra). Az LHC nagy energiájú proton-proton ütközéseiben keletkezõ b-kvarkok a protonokból kiszabaló és kvarkokkal Λ b = [b] bariont keltenek, amely nagyon sokféleképpen bomlik. A bomlástermékekbõl azonosították a J/Ψ = 7. ábra. Balra a P c pentakvark feltételezett szerkezete, jobbra a P c pentakvark keletkezése Λ b barion bomlásakor. c c 6. ábra. Az LHCb észlelõrenszer szerelése a CERN Nagy Haronütköztetõjénél. A kísérletet az antianyag hiányának tisztázására és ritka jelenségek észlelésére építették, fõleg b-kvarkot tartalmazó haronállapotok tanlmányozásával. A képen a etektor óriási ipólsmágnese látszik, azt ma már eltakarja az észlelõrenszer. W { b c L b c P c [ c c] mezon (két Nobel-íjas felfeezõje, Ting és Rich- ter különbözõ betûvel jelölte, ezért marat rajta a kettõs szimbólm) igen jellegzetes, hegyes csúcsot aó J/Ψ μ μ müonpárra bomlását, és ennek segítségével aj/ψ proton energiaspektrmában megjelenõ rengeteg ismert Λ b K J/Ψ p bomlás mellett, 438 és 445 MeV energiánál két új tömegcsúcsot figyeltek meg. A 8. ábrán látható mért energiaspektrmban a P c pentakvark 445 MeV energiánál keskeny, 438 MeV-nél széles csúcsot a a stanar moell által számított, már ismert bomlások járlékai mellé. Minkét megfigyelés megbízhatósága igen nagy, a P c (438) konfienciája 9σ, ap c (445)-é 12σ. Az LHCb együttmûköés a fenti megfigyelést egy olyan cikkben közölte, amelynek a nagyenergiás ktatásokban szokásos móon rengeteg szerzõje van; az abc-sorrenben felírt 725 szerzõ listája Aaij nevével kezõik mint pélál a PRL 115, 721 is, amelybõl jó pár ábra származik (az ATLAS-cikkek elsõ szerzõje Aa, a CMS-cikkek szerzõi az országok szerinti abc-ben szerepelnek, jelenleg az örményekkel [Armenia] kezve, amíg pélál Albánia vagy Argentína nem csatlakozik). Tetrakvarkok 216 nyarán közölték az LHCb kísérlet másik érekes, tetrakvarkokra vonatkozó megfigyelését. Tetrakvark egyszerûen két mezon enyhén kötött állapota is lehet, tehát a nagy energiájú protonütközések óriási szétszórt részecskemennyiségében szinte lehetetlen megfigyelni, hacsak nem tartalmaz több nehéz s } } K kvarkot. Mivel a proton és kvarkot tartalmaz, olyan állapotokat célszerû keresnünk, amelyek kizárólag nálk nehezebb kvarkokból állnak. Egy ilyen állapotot már a Chicago melletti Fermilab Tevatron ütköztetõjénél sikerült kimtatni. Ezt is a J/Ψ μ μ bomlással ismerték fel (tolvajnyelven azt monjk, címkézték), e ezúttal a B = [ b] mezon bomlásakor J/Ψ =[ c c], K =[ s]ésφ = [ ss] mezonokra. A mért 222 FIZIKAI SZEMLE 218 / 78
eseményszám/(15 MeV) 8 7 6 5 4 3 2 1 4 42 44 46 48 5 m J/Yp (MeV) aat illesztés háttér P c(445) P c(438) L(145) L(152) L(16) L(167) L(169) L(18) L(181) L(182) L(183) L(189) L(21) L(211) 8. ábra. Pentakvarkok megjelenése a Λ b barion bomlásában 438 és 445 MeV/c 2 tömegnél. A két pentakvark satírozott lila és kék csúcsa illesztett, a többi folyamat járléka szimláció ereménye. A folyamatok összege jól lefei a mért energiaspektrmot. energiaspektrm a J/Ψ Φ renszer tömegére vonatkozott, és a két Tevatron-kísérlet 414 MeV-nél látott 5σ feletti konfienciával [ccss] tetrakvarkcsúcsot. Az LHCb kísérlet ezt a megfigyelést igazolta, sõt elképesztõ mennyiségû aatkban még három hasonló állapotot találtak. Az LHCb kísérlet tehát 216-ban sikeresen megfigyelt több kötött tetrakvarkállapotot. Amint azt a 9. ábra illsztrálja, a mért energiaspektrm nem igazán írható le a stanar moell ismert folyamataival, e négy tetrakvark-állapot beillesztése a szimlációba az elméleti görbe és a mért aatok illeszkeését jelentõsen megjavítja. A négy tetrakvarkcsúcs 414, 4274, 45 és 47 MeV tömegenergiánál található 5σ feletti megbízhatósággal. Glonlabák Tvalevõ, a protonok és netronok tömegének mintegy fele glonok formájában van jelen, a három alapvetõ kvark tömege (vegyértékkvarknak is hívják) néhány százalékkal járl csak hozzá, a többi tiszta energia. Az erõs kölcsönhatás elmélete, a kvantm-színinamika megengene tisztán glonokból álló részecskét, azaz kötött állapotot, ezt glonlabának (angoll gleball) hívják. A mezonok részletes tanlmányozása lehetõséget nyújt ezek megfigyelésére, mivel a kvarkok egyesülésére vonatkozó szabályok csak bizonyos kvantmszámokat engenek meg a kvark antikvark állapotokra. Anomális kvantmszámok megfigyelése esetén mezonok kötött állapotára vagy glonlabára is gyanakohatnk. Elméleti fiziksok meg 9. ábra. AJ/ΨΦ renszer tömegére mért energiaspektrm az LHCb kísérlet aataival. Fölül a tetrakvarkállapotok feltételezése nélkül, all azok szimlációba illesztésével. Jobb olalt lent az aatelemzéskor figyelembe vett, ismert folyamatok láthatók, a feltételezett tetrakvark-állapotok járléka satírozva. jelölt/(1 MeV) jelölt/(1 MeV) 12 1 8 6 4 2 12 1 8 6 4 2 vannak gyõzõve róla, hogy az enyhén rejtélyes és emiatt alaposan tanlmányozott f(171) részecske valójában tiszta glonlaba és nem csak egyszerûen mezon gloncsomóval vagy mezon-mezon kötött állapot. Megmagyarázatlan és nem igazolt jelenségek CDF-esemény A részecskefizikai kísérletek hoztak néhány igazán elképesztõ és máig sem nem igazolt, sem nem megmagyarázott jelenséget. Számomra a legérekesebb az az esemény volt, amelyet a Tevatron CDF kísérlete észlelt 2 évvel ezelõtt: egy 196 GeV energiával ütközõ proton és antiproton teljes tartalma eltûnt és olalra csak egy elektron, egy pozitron és két foton repült ki viszonylag gömbszimmetriksan, nagy energiával. Jó kérés, hova lett a 3-3 kvark és antikvark meg a rengeteg glon, tehát a sok színes részecske: a fizika jelenlegi tása szerint ez az esemény egysze- 41 42 43 44 45 46 47 48 m J/ Y F (MeV) 41 42 43 44 45 46 47 48 m J/ Y F (MeV) aat illesztés háttér 1 NRFK K(1 ) K(1) K(2 )K (2 ) K*(1 ) K*(2 ) K( ) 1 X(414) 1 X(4274) X(45) X(47) NR J/ Y F HORVÁTH DEZSŐ: ÚJ FELFEDEZÉSEK A CERN NAGY HADRONÜTKÖZTETŐJÉNÉL: FURCSA RÉSZECSKÉK 223
rûen nem volt lehetséges, illetve tományosabban fogalmazva, nagyon-nagyon valószínûtlen volt. Elméleti cikkek valóságos özöne próbálta megmagyarázni, és az észlelést soha nem sikerült megismételni. A CDF-kísérletnek volt egy másik frcsa mérése is: 211-ben nagy izgalmat váltott ki egy új részecske észlelése, amely W bozonra és két haronzáporra (azaz kvarkpárra) bomlott. Az észlelés ellent monott a stanar moellnek, a megbízhatósága 3,2σ volt, amely a késõbbi aatok felhasználásával 4,8σ-ra nõtt. Ugyanakkor viszont a Tevatron másik fõ kísérlete, a DZero közölte, hogy nincs ott semmi, ami eltemette az egészet. Negyeik netrínó A Los Alamosi LSND kísérlet 21-ben elektron-antinetrínók megjelenését észlelte olyan folyamatban, ahol azok nem keletkezhettek. Közepes energiájú protonokat lõttek réztömbbe, ahol azok pozitív és negatív π-mezonokat, pionokat keltettek. A negatív pionok elnyelõtek az atommagokban, a pozitívak peig továbbrepülve elbomlottak müonra és müon-netrínóra π μ ν μ. A gyors müon is elbomlott pozitronra, elektron-netrínóra és müon-antinetrínóra, a végállapotban tehát háromféle netrínó jelenhetett csak meg, elektron-antinetrínók nem. A megjelenésüket meg lehet magyarázni egy negyeik netrínóíz létezésével, e az meg ellentmon az eigi kísérleti tapasztalatnak. Ráaásl az a negyeik netrínó steril kell hogy legyen, nem lehet párja a töltött leptonok között, hiszen az a stanar moell kísérleti ellenõrzésénél régen megjelent volna. Az észlelés megbízhatósága 3,3σ volt, tehát jóval a bûvös 5σ alatt marat. Új kísérletet szerveztek MiniBooNE néven a jelenség ellenõrzésére, amelyet hasonló feltételek mellett, e egy nagyságrenel nagyobb energián és netrínóröptetési távolságon végeztek a Fermilabban. Az eremény igen érekesen alaklt: 27-ben azt jelentették, hogy nem látják a jelenséget, 29-ben peig azt, hogy talán mégis, 212-ben peig már észlelték 3,8σ többlettel, tehát még minig a kritiks 5σ alatt. Már szervezik a következõ kísérletet a olog ellenõrzésére. A 75 GeV-es LHC-részecske Errõl korábban cikkeztünk, hiszen óriási izgalmat váltott ki, amikor az ATLAS és a CMS olyan Higgsbozon jellegû részecskét észlelt az LHC-nál, amely ellentmonani látszott a stanar moellnek. 215- ben minkét kísérlet észlelte jelét 3,4σ megbízhatósággal, e a 216-os aatokban már nem, tehát véletlen statisztiks ingaozás volt. Tanlság A részecskefizikától felfeezéseket várnk, különösen, mivel van jó pár rejtély, amelyet elmélete, a stanar moell nem képes megmagyarázni (pélál a netrínóíz-rezgés, vagy a sötét anyag léte és az antianyag hiánya a Világegyetemben), ha a kísérletileg mért aatokat remekül le is írja. Azonban nagyon óvatosan kell kezelnünk minen új jelenség észlelését: fontos az eremény megfelelõ matematikai-fizikai megbízhatósága és a másik, független mérés megerõsítése. Több pélát is hoztnk, amelybõl kierül, milyen fontos, hogy több kísérlet mûköjék párhzamosan; legtóbb a gravitációs hllámok felfeezése is megmtatta, mennyire lényeges volt, hogy az amerikai LIGO kísérlet két egyforma berenezést mûkötetett egymástól 3 km-re. A tervezés alatt álló következõ óriási részecskegyorsító, az ILC lineáris elektronpozitron ütköztetõ nyalábjai csak egyetlen pontban fognak találkozni, ezért a malomjáték csiki-cski mószerének megfelelõen hogy meglegyen az eremények megfelelõ ellenõrzése két mérõberenezést fognak felváltva ki-be tologatni az ütközési pontba. ILC, a jövõ esetleges tiszta ütköztetõje A nagyenergiás részecskefizika kétféle gyorsítóberenezéssel olgozik. A protonütköztetés felfeezési potenciálja két okból óriási. Egyrészt a proton (és párja, az antiproton) stabil részecske, nagy mennyiségben tárolható, és nagy tömege miatt kis sgárzási veszteség mellett óriási energiára gyorsítható. Másrészt összetett renszer, ahol az alkatrészek a legkülönbözõ energiával ütközhetnek egymással, igen széles energiaeloszlást tapogatva le. Ugyanakkor, ahogy valamennyi LHC-kísérlet észlelésénél látjk, az érekes folyamat más folyamatok óriási hátterén ül, tehát igen nehéz azonosítani. Ezért az új felfeezéseket célszerû az új jelenség keletkezési energiájára beállított elektonpozitron ütköztetõnél részleteiben tanlmányozni. A LEP (Nagy elektron-pozitron) ütköztetõ a maximáls elérhetõ energájú elektronokat és pozitronokat ütköztetett, és bár a Higgs-bozont nem szolgáltatta valóságos kincsesbányája lett a stanar moell ellenõrzésének. A körkörös gyorsítók elektronenergiáját a szinkrotronsgárzás korlátozza, a 125 GeV/c 2 tömegû Higgsbozon részletes tanlmányozásához tehát már egymással szemben épített, lineáris gorsítót kell építeni. Ilyen terv a Nemzetközi lineáris ütköztetõ (International Linear Collier, ILC), amelyet már viszonylag régen megterveztek, a helyszínére is több jelentkezõ van, csak a pénz gyûlik nehezen össze. Az ábrán látható a két egymással szembe kapcsolt lineáris részecskegyorsító és az ütközési pontnál a két ki-be tologatható észlelõrenszer. Így az egyik által esetlegesen felfeezett új jelenség késõbb, a másik kísérlettel megerõsíthetõ vagy cáfolható. Az ILC sematiks terve. A nyalábok találkozási pontjában két etektort terveznek, amelyeket az ütközési pont körül ki-be csúsztatással lehet cserélni. A renszer teljes hosszát 31 km-re tervezik. e -csomag kompresszor LINAC tárológyûrûk e -forrás ütközési pont, etektorok e -forrás LINAC e -csomag kompresszor teljes hossz 31 km (egyes részek nem méretarányosak) 224 FIZIKAI SZEMLE 218 / 78