LHC

[Sasa3]

.  Popravdě řečeno se tomu nelze divit, Tevatron je v tomto ohledu trcohu zklamáním, že toho "Higgse" nenašel a LHC už není tak daleko (i když pořád daleko je), od toho, aby si ho našlo samo, takže pokud chtějí lidi z Tevatronu něco publikovat, tak teď je ta chvíle.

To je vuci Tevatronu trochu nefer. Experiment byl v podstate koncipovany tak, aby pred LHC vyloucil existenci Higgsova bosonu (toho ze Standardniho modelu) v sirokem intervalu hmot. K tomu je zapotrebi nabrat obrovske mnozstvi dat - Tevatronu to trvalo 8let nez jsme dosahli takove citlivosti, ze muzem zacit vylucovat Higgse - zatim jenom v tesne blizkosti 160GeV, kde je to nejsnazsi. Neco objevit (na urovni 5sigma) je mnohonasobne slozitejsi, a tam ma Tevatron sanci (a vedelo se to uz od zacatku) prave jenom pokud by mel Higgs hmotu blizkou tem 160GeV. Snad jedine v pripade, ze by se podarila nejak drasticky zlepsit technika analyzy dat, by mel Tevatron sanci i nekde jinde. To se samozrejme deje (lidi jsou chytrejsi, rozumi vic detektoru, apod.), ale co jsem videl posledni vysledky, tak v one diskutovane oblasti hmot kolem 115GeV to zatim bylo furt malo. Druha moznost pro objev je, ze Higgs nebude mit vlastnosti, jake predpovida Standardni model a pak je sance na objev samozrejme vetsi.


Pokud jde o tu "inflaci" v reportovanych vysledcich, tak duvodem neni ani tak spusteni LHC a to ze by slapal Tevatronu na paty. Je to presne naopak. Nabiha velkmi pomalu a nez nabere dostatecne mnozstvi dat, na to aby nasel Higgse pokud ma hmotu kolem tech 115GeV, uplyne hodne doby. Odhad je tak nejmin 4-5 let (za predpokladu, ze se nekde neco nepotentuje). Lide z Tevatronu tak citi sanci, ze by mohli tenhle objev LHC vyfouknout. Jenze to by musel Tevatron bezet i v letech 2012-2014 aby byla aspon nejaka sance (zatim je provoz schvalen do roku 2011). Podobne to bylo na konci ery urychlovace  LEP v CERNu. Tam taky neco videli kolem te hmoty 115GeV a tlacili na vedeni CERNu, aby pozdrzel stavbu LHC a LEP bezel dil.

[Sasa3]

Jinak pokud by to nekoho zajimalo, tak tady je cesky preklad tiskove zpravy Fermilabu ohledne asymetrie v produkci mionu:

http://www.fzu.cz/novinky/vedci-z-fermi ... antihmotou

[Sasa3]

Ale asi to bude cosi vacsie, lebo Newscientist zas vonku kazdu prkotinu neda.  Budem sledovat a napisem to tu...
Myslim, ze to bylo jen nekriticke prevzeti materialu z blogu. Takhle v dnesni dobe vznikaji zpravy.... Skoda komentovat.

Nic takoveho jako 3 sigma evidenci v ruce nemame (i kdyz bychom chteli): http://www.telegraph.co.uk/science/larg ... tists.html

[LaBa]

Snad na tejto konferencii, ktora zacne 22. 7. sa dozvieme viac (o tom sa spekuluje aj na blogu Newscientist)...Tak nakoniec to bolo "len" zuzenie">http://www.fnal.gov/pub/presspass/press ... 00726.html]zuzenie rozsahu hmotnosti ...

[Sasa3]

Z grafu z toho tiskoveho prohlaseni



je videt, ze ten "excess" pro male hmotnosti mezi 125-150GeV je jen na urovni 1 sigma (tj. SNR~1) - plna cara sleduje horni hranici zelene oblasti. Takze zvesti, ktere ten blogger siril, byly totalne mimo. Tam, kde se ta plna cara dostane pod jednicku, tak to je oblast, ve ktere citlivost mereni dosahla takove hodnoty, ze je mozne v ni na 95% vyloucit existenci Higgsova bosonu. S pribyvajicimi daty se ta cerna krivka bude posunovat dolu - uplne stejne jako se chova SNR pri astrofotografii. Kdyz naberete 2x tolik snimku, tak se vysledne SNR zvetsi faktorem 1.4x. Tady se ta krivka posune dolu faktorem 1.4x. Muzete si sami udelat obrazek, kolik dat je zapotrebi jeste nabrat, aby se existence Higgsova bosonu plne vyloucila.

Jinak je jeste zajimavy tenhle obrazek, ktery sumarizuje jakou hmotnost mit Higgs nemuze:



Navic na te same konferenci byl prispevek, ktery upravuje i tu zelenou hranici pro omezeni hmotnosti Higgse z neprimych mereni. Hmotnosti Higgse, W bosonu a top kvarku jsou totiz spolu svazany. Experimenty  CDF a D0 publikovali taky nova presnejsi mereni  hmotnosti W a top kvarku (tady vidim jeden z hlavnich prinosu experimentu, i kdyby se Higgs na Tevatronu nenasel) a po zapocteni techto vysledku se ta zelena oblast vpravo posune nekam k 160GeV (pokud si to dobre pamatuji).

Pro Higgse tak nakonec zbyva uz jenom interval hmot  mezi 114-158GeV (s 95%CL, tj. prece jenom muze byt nakonec i nekde trochu ten interval - nahoda je blbec). Jestli je to pravda, tak si na ten objev takoveho Higgse z LHC pekne dlouho pockame. Urcite to nebude behem tohoto runu, kdy se planuje nabrat asi 1fb-1 dat (prakticky o rad mene, nez zatim nabral Tevatron). Po nem bude dlouha odstavka. Tj. nejmin 4 roky, nez se zacnou nabirat potrebna data. V tehle oblasti hmotnosti se totiz Higgsuv boson rozpada dominantne na b-kvarky a tento signal je nenavratne ztracen v pozadi. Je potreba analyzovat "exotictejsi" rozpadove kanaly, pravdepodobnost jejich vzniku je vsak mensi a tak je potreba nabrat obrovske mnozstvi dat.

[Honza Ebr (honza42)]

Sašo, supr shrnutí! Já jsem nikdy moc nechápal, proč je to v některých rozsazích hmot snažší, nekdy těžší, takže ono je to prostě tím, které rozpadové kanály jsou kinematicky možné? Kdybych věděl, že to neni žádná věda, tak sem se nad tim byl býval zamyslel

[Sasa3]

Jo presne. On ten Higgs ma tu zajimavou vlastnost, ze sila, se kterou s danou castici interaguje, je umerna hmotnosti te dane castice (to proto, ze on tu hmotnost castice vlastne generujie). Z toho plyne, ze se dominantne rozpada na kinematicky nejtezsi moznou dvojici castice-anticastice. Hmota W je 80GeV, takze pokud je Higgs tezsi nez 160GeV, rozpada se hlavne na dvojici W+ a W-. Ty je relativne lehke najit v datech a navic, protoze jde o castice sprostredkujici slabou silu, tak se jich v bezne srazce protonu moc neprodukuje. Je tam tedy i relativne male pozadi. Proto je tam citlivost experimentu na Tevatronu (a i na LHC) nejvetsi.

Pokud je ale lehci nez 160GeV, tak nejtezsi castice, na kterou se muze rozpadnout je b-kvark s hmotnosti 5GeV (presneji rozpadne se na par b-kvark anti b-kvark). Kvarky ale interaguji silne a tak pravdepodobnost, ze ve srazce protonu vznikne takovy par je velmi vysoka (nesrovnatelna s produkci WW). To pozadi je tak enormni, ze v tomhle kanale je Higgs prakticky nenalezitelny (s jedinou vyjimkou, na te tak trochu pracuji, ale vysvetleni by bylo zdlouhave). Nezbyva nez se koukat na exoticke kanaly, treba rozpad na dva fotony (o tom na te konferenci byl taky jeden talk). Mozna nekomu prijde divne, ze se muze takhle rozpadnou. Vzdyt foton nema hmotnost. Mozne to je (pres smyckou, ale opet je to na chvili vysvetlovani), ale tenhle proces bude velmi ridky. Nebo druha strategie je, koukat se na kanaly, kdy nevznikl samotny Higgs ale jeste dejme tomu treba Z boson. Tento proces ma opet mensi pozadi (Z je nutne vyprodukovat slabou interakci), ale opet cena za nej je nizka cetnost produkce H+Z. V praxi se takovych kanalu sleduje nekolik (mam pocit, ze nejmin 5) a ty se pak slozi. Je to nesmirne pracne.

[LaBa]

Pozrite si tento rozhovor Stefana Hriba s Martinom Mojzisom.
Stefan Hrib ma na televizii JOJ Plus relaciu Lampa (ktora okrem ineho sa venuje aj vede)..

Martin Mojzis je teoreticky fyzik (okrem iného uci fyziku na Univerzite Komenskeho v Bratislave) a casto je v Lampe (kde aj s dalsimi vedcami rozprava o vede)

http://www.tyzden.sk/rozhovory-tyzdna/m-mojzis-1.html

[Sasa3]

Dobre to rika. Jenom jedna poznamka, kdyz se ten redaktor pta, jestli Higgsuv boson muze opravdu za to, ze vse kolem nas ma hmotnost. To je dalsi z tech novinarskych zkratek. Higgsuv mechanismum nema s hmotnosti objektu kolem nas prakticky nic spolecneho - vysvetluje jen 1-2% hmotnosti objektu. Naprosta vetsina hmotnosti makroskopickych objektu je soustredena v protonech a neutronech. Hmotnosti kvarku, generovanych Higssovym mechanismem jsou jenom 5MeV, ale proton vazi temer 1000MeV a ne 15MeV (je slozen ze tri kvarku). Vetsina jeho hmotnosti je generovana totiz dynamicky (diky silne vazebne energii kvarku).

Higgsuv mechanismus je dulezity pro vysvetleni hmotnosti elementarnich castic, ktere nemaji uz dalsi strukturu, jako treba elektrony, kvarky, W a Z bosony apod. Mojzis to v tom rozhovoru rika dobre (vzdy v souvislosti s Higgsem mluvi o hmotnostech elementarnich castic), akorat zapomel zduraznit, ze se to prakticky netyka hmotnosti normalnich objektu.