Nya resultat i jakten på Higgspartikeln

Idag på förmiddagen den 4 juli presenterade de två stora experimenten vid LHC (Large Hadron Collider) på CERN, ATLAS och CMS, de senaste resultaten från sökandet efter Higgspartikeln. I experimentdata syns tydliga tecken på förekomsten av en ny partikel. Forskare vid universiteten i Lund, Stockholm, Uppsala och vid KTH har deltagit i experimenten.

Resultaten meddelades av experimentens två talespersoner i ett seminarium som gavs i en överfylld föreläsningssal på CERN, direktsänt till universitet och laboratorier över hela världen.
 
LHC-acceleratorn startades upp under 2009. Sedan omstarten av LHC i mars 2012 har ATLAS-experimentet samlat in mer data än under hela den föregående perioden och det var därför möjligt att nu presentera betydligt mer precisa resultat än de som senast presenterats på CERN i december 2011. I dessa experimentdata ser ATLAS tydliga tecken på förekomsten av en ny partikel, på en statistisk konfidensnivå av 5 sigma, i massområdet runt 126 GeV. Mer data och analysarbete kommer att behövas för att bestämma den nya partikelns egenskaper och därmed kunna avgöra om den detekterade partikeln med säkerhet är Higgspartikeln.

Higgs-fältet är en nödvändig ingrediens i en teori om elementarpartiklarna som kallas Standardmodellen och som formulerades på 1960-talet. Denna teori förklarade hur elektromagnetism och den svaga kärnkraften egentligen är två sidor av en gemensam typ av växelverkan. Teorin har nu testats i acceleratorexperiment med fantastisk precision och visat sig stämma med alla observationer.  En annan effekt av Higgs-fältet är att alla elementarpartiklar får sin massa genom att växelverka med Higgsfältet. En ytterligare förutsägelse är att det existerar en partikel associerad med Higgsfältet: Higgspartikeln, som partikelfysiker har sökt efter i fyrtio år nu.

Svenska forskargrupper vid universiteten i Lund, Stockholm och Uppsala samt vid KTH, som deltar i ATLAS-experimentet och är organiserade i ett svenskt forskarkonsortium LHCK, har omfattande erfarenhet av att söka efter Higgspartikeln vid LHC och tidigare acceleratorer och har under lång tid arbetat med konstruktionen av och dataanalys vid ATLAS experimentet.
 
ATLAS är ett av de två stora experimenten vid LHC-acceleratorn. Experimentet är det största fysikexperimentet någonsin. Själva detektorn, som har formen av en liggande cylinder och är fylld med en enorm mängd partikelsensorer och elektronik, är 22 meter hög och 40 meter lång och väger drygt 7000 ton. Experimentets uppbyggnad tog ca tio år att genomföra och engagerar mer än 3000 fysiker från 174 universitetsgrupper i 38 länder.
 
CERN är det europeiska laboratoriet för partikelfysik, beläget på gränsen mellan Schweiz och Frankrike just utanför Genève. Organisationen grundades 1954 av tolv europeiska länder, bland dem Sverige. Idag är 20 europeiska länder medlemmar, och ytterligare ett antal stater, bland andra Ryssland, USA och Japan deltar som observatörer.

Om och när signalen vid 126 GeV massa bekräftas vara en Higgspartikel så blir nästa uppgift att noggrant mäta dess egenskaper för att undersöka om partikeln beter sig precis så som Standardmodellen förutsäger eller om det finns avvikelser som tyder på en ny teori bortom Standardmodellen. Sådana nya teorier behövs redan bland annat för att förklara hur Higgsbosonen får sin massa, vad universums mörka materia består av och varför det i universum bara finns materia och ingen antimateria (båda typerna av materia måste ha skapats vid Big Bang). Dessa frågor undersöks också av svenska forskare vid ATLAS-experimentet.

Med anledning av de nya resultaten gör det svenska LHC-konsortiet följande uttalande:

”Det finns flera unga svenska forskare både i Lund, Stockholm och Uppsala som gjort mycket ledande insatser i forskningen på CERN kring Higgsbosonen och de andra obesvarade frågorna inom dagens partikelfysik. Det är en tillgång för Sverige att vi därmed aktivt bidrar vid frontlinjen i utforskningen av de spännande frågorna om materiens innersta struktur och universums uppbyggnad.”

Kontaktpersoner för ATLAS-experimentet inom Svenska LHC-konsortiet:

Kungliga Tekniska Högskolan
Bengt Lund-Jensen, e-post: lund@particle.kth.se  tel: 070-9796832
Jonas Strandberg, e-post: jostran@particle.kth.se  tel: 070-315 55 05

Lunds universitet
Torsten Åkesson, e-post: Torsten.Akesson@hep.lu.se  tel: 0708-102873
Vincent Hedberg, e-post: Vincent.Hedberg@cern.ch  tel: 0041-764 872 849

Stockholms universitet
Christophe Clément, e-post: clement@physto.se  tel: 076-629 63 09
Sara Strandberg, e-post: strandberg@fysik.su.se  tel: 070-245 30 20

Uppsala universitet
Tord Ekelöf, e-post: Tord.Ekelof@physics.uu.se  tel: 070-4250210
Richard Brenner, e-post: Richard.Brenner@physics.uu.se  tel: 073-9753748