4. juli 2012. Foruten å være USAs 236-årsdag, var det dagen fysikere kunngjorde at de hadde funnet sterke bevis på Higgs-boson, en unnvikende partikkel som overfører masse til andre elementære partikler i universet. Det var en av de viktigste prestasjonene innen fysikk i forrige århundre, og det tok byggingen av Large Hadron Collider, den gigantiske partikkelakseleratoren basert utenfor Genève, Sveits, for å teste for den. Etter den seieren, var fysikkmiljøet trygg på at flere funn ville følge fra CERN. Men bokstavelig talt firedoblinger av protonkollisjoner i collideren senere, har ikke noe nytt dukket opp. Nå, men etter å ha siktet gjennom mange år med data, kunngjorde forskere som jobber med LHCs ATLAS-eksperiment at de kan bekrefte noe nytt: forfallet til Higgs-bosonet produserer bunnkvarker, og gir støtte til et teoretisk rammeverk for fysikk kjent som standardmodellen til partikkelfysikk.
Ifølge en pressemelding var Higgs-observasjonen i 2012 ufullstendig. Selv om det faktisk ikke er mulig å observere en Higgs-boson for øyeblikket, er det å oppdage bitene partikkelen forfaller til noe partikkelakseleratoren kan gjøre. På det tidspunktet ble det observert to forutsagte partikler kalt W- og Z-bosoner, noe som forventes i omtrent 30 prosent av de forfallende Higgs-bosonene. Men forskere så ikke partiklene forventet 60 prosent av tiden - bunnkvarker.
Eller i det minste, så tenkte de. Problemet, forklarer Wire , er at de så bunnkvarkene, bare for mange av dem; collideren produserer mange bunnkvarker gjennom forskjellige interaksjoner foruten strømmer av protoner den har blitt designet for å smelle inn i hverandre. Så å finne ut om et bunnkvark som ble oppdaget i LHC kom fra en forfallende Higgs-boson eller fra et annet sted, viste seg å være ekstremt vanskelig. Derfor tok det så lang tid for forskere å nå det punktet med rimelig sikkerhet at noen av bunnkvarkene de observerte kom fra Higgs forfall. Når de ser på alle dataene siden 2011 og bruker nye analytiske teknikker som dype kunstige nevrale nett og maskinlæring, fant de endelig statistisk signifikante bevis på de Higgs-genererte bunnkvarkene.
"Det er første gang vi har sett Higgs kobles til bunnkvarker, som var spådd, " sier John Huth, en partikelfysiker fra Harvard University som jobber med ATLAS-eksperimentet, forteller Ryan F. Mandelbaum på Gizmodo . "Vi trodde det skulle skje, men inntil vi så det, ville vi ikke vite med sikkerhet at det koblet seg til kvarker på denne måten."
Selv om funnet er en triumf av analysen og en annen bekreftelse på at vi sannsynligvis har funnet Higgs boson, er det også mildt sagt skuffende. Det er fordi den passer fint i Standard Model, som fysikere har jobbet med siden begynnelsen av 1970-tallet. Mens modellen forklarer mye om partikkelfysikk, har den noen gapende hull. For eksempel tar det ikke opp tyngdekraften eller forklarer mørk materie. Siden LHC ble slått på, hadde forskere håpet på bevis for "rare" partikler som ville bryte eller utvide standardmodellen eller bekrefte supersymmetri, et tillegg til modellen som hjelper med å forklare masse. Det har rett og slett ikke skjedd, i det minste ikke ennå.
For nå kan fysikere måtte vente noen år til før naturlovene blir skrevet om. LHC gjennomgår en serie kraftoppgraderinger som vil være ferdige i 2026 og når den kobles tilbake på den saftige partikkelakseleratoren, kan det føre til den type rare vitenskapen som feltet trenger for å gå utover til og med John Hughes 'villeste fantasi.
