Fermilab
Các thí nghiệm tại Fermilab đã thu hẹp ngưỡng khối lượng khả dĩ của boson Higgs – hạt hay lảng tránh mà các nhà vật lí hi vọng trông thấy lần đầu tiên tại Máy Va chạm Hadron Lớn (LHC). Các kết quả loại trừ khoảng một phần tư ngưỡng khối lượng trước đây cho hạt Higgs và tăng thêm khả năng là nó sẽ hơi nhẹ - và do đó khó phát hiện hơn.
Boson Higgs là những hạt mà Mô hình Chuẩn của ngành vật lí hạt đã tiên đoán, và sự tồn tại của nó mang lại lời giải thích làm thế nào các hạt sơ cấp có được khối lượng của chúng. Tuy nhiên, Mô hình Chuẩn không tiên đoán khối lượng chính xác của boson Higgs và việc xác định khối lượng đó được người ta kì vọng là một thành tựu quan trọng của LHC tại CERN ở Thụy Sĩ.
Cơ hội LHC tìm thấy hạt Higgs tùy thuộc một phần vào khối lượng của ‘hạt thần thánh’ này. Một hạt Higgs nặng hơn khoảng 140 GeV/C2 có khả năng phân hủy thành các cặp boson Z và W, tạo ra một tín hiệu đặc trưng trong các máy dò LHC. Trái lại, một hạt Higgs nhẹ hơn sẽ nghiêng về một phân hủy thành các quark đáy (bottom), chúng khó nhận ra trên nền nhiễu của những sự kiện khác.
Kết quả mới nhất từ máy va chạm Tevatron tại Fermilab ở Chicago ước tính khối lượng đó trong ngưỡng 158–175 GeV/C2 với độ tin cậy 95%. Khi kết hợp với các tìm kiếm boson Higgs trước đây và các ràng buộc do Mô hình Chuẩn yêu cầu, thì khối lượng hạt Higgs có khả năng nhất là trong ngưỡng 114–158 GeV/C2 hoặc 175–185 GeV/C2.
Nếu hạt Higgs nặng về phía dưới của ngưỡng 114–158 GeV/C2 thì sẽ mất 5 đến nhiều năm nữa trước khi LHC có thể chứng minh hay bác bỏ sự tồn tại của nó. Mặt khác, nếu nó ở tốp trên của ngưỡng này, hay ở 175–185 GeV/C2, thì sự tồn tại của nó có thể được xác lập trong thời gian chừng một năm mà thôi.
Mối ràng buộc mới trên là nỗ lực chung của hai thí nghiệm chính của Tevatrton – CDF và DZero. Mỗi thí nghiệm ghi nhận khoảng 500.000 tỉ va chạm proton-phản proton kể từ năm 2001 và hai đội thực nghiệm đã làm việc độc lập nhau để sàng lọc dữ liệu tìm kiếm bằng chứng cho hạt Higgs. Mặc dù cả hai đội đều không tìm ra dấu hiệu nào của hạt Higgs, nhưng các kết quả sau đó được tổng hợp lại tính ra các giới hạn khối lượng theo kiểu loại trừ.
Vẫn có cơ hội là hạt Higgs có thể được nhận ra trong lượng dữ liệu khổng lồ mà Tevatron thu thập. Thật vậy, các nhà khoa học làm việc tại cỗ máy va chạm trên hiện đang cố gắng thuyết phục các cơ quan tài trợ Mĩ cho cơ sở hoạt động thêm vài năm nữa để tăng thêm cơ hội tìm ra hạt Higgs – thay vì đưa cơ sở ngừng hoạt động vào năm 2011 như kế hoạch.
Các kết quả trên được thảo luận tại Hội nghị quốc tế về Vật lí Năng lượng cao đang diễn ra ở Paris, Pháp.
Nguồn: physicsworld.com
