4. juli 2012. Udover at være USAs 236-års fødselsdag var det dagen, hvor fysikere annoncerede, at de havde fundet stærke bevis for Higgs-boson, en undvigende partikel, der bibringer andre elementære partikler i universet masse. Det var en af de vigtigste resultater inden for fysik i det forrige århundrede, og det tog konstruktionen af den store Hadron Collider, den kæmpe partikelaccelerator, der var baseret uden for Genève, Schweiz, for at prøve det. Efter denne triumf var fysikfællesskabet overbevist om, at flere opdagelser ville følge fra CERN. Men bogstaveligt talt fire kvadrillioner af protonkollisioner i collideren senere er intet nyt fremkommet. Nu, efter at have sikret sig gennem mange år med data, meddelte forskere, der arbejder på LHCs ATLAS-eksperiment, at de kan bekræfte noget nyt: henfaldet af Higgs-bosonen producerer bundkvarker og yder støtte til en teoretisk ramme for fysik kendt som standardmodellen for partikelfysik.
Ifølge en pressemeddelelse var Higgs-observationen i 2012 ufuldstændig. Selv om det i øjeblikket ikke er muligt at observere en Higgs-boson, er det at detektere de bits, partiklen forfalder i, noget partikelacceleratoren kan gøre. På det tidspunkt blev der observeret to forudsagte partikler kaldet W- og Z-bosoner, hvilket forventes i ca. 30 procent af de henfaldende Higgs-bosoner. Men forskere så ikke de forventede partikler 60 procent af tiden - bundkvarker.
Eller i det mindste, så de tænkte. Problemet, forklarer Wire , er, at de så bundkar, bare for mange af dem; collideren producerer masser af bundkvarker gennem forskellige interaktioner udover strømmen af protoner, den er designet til at smadre ind i hinanden. Så det var ekstremt vanskeligt at finde ud af, om et bundkvark, der blev opdaget i LHC, stammede fra en henfaldende Higgs-boson eller fra et andet sted. Derfor tog det så lang tid for forskere at nå det punkt med rimelig sikkerhed, at nogle af de nederste kvarker, de observerede, kom fra Higgs forfald. Ser man på alle data siden 2011 og ved hjælp af nye analyseteknikker som dybe kunstige neurale net og maskinlæring, fandt de endelig statistisk signifikant bevis for de Higgs-genererede bundkvarker.
”Det er første gang, vi har set Higgs-koblingen til bundkvarkerne, som var blevet forudsagt, ” fortæller John Huth, en Harvard University-partikelfysiker, der arbejder på ATLAS-eksperimentet, Ryan F. Mandelbaum på Gizmodo . ”Vi troede, det ville ske, men indtil vi så det, vidste vi ikke med sikkerhed, at det koblet til kvarker på denne måde.”
Mens fundet er en triumf af analysen og en anden bekræftelse af, at vi sandsynligvis har fundet Higgs boson, er det også mildt sagt skuffende. Det skyldes, at det passer fint i standardmodellen, som fysikere har arbejdet med siden begyndelsen af 1970'erne. Mens modellen forklarer meget om partikelfysik, har den nogle gapende huller. For eksempel adresserer det ikke tyngdekraften eller forklarer mørke stoffer. Siden LHC var tændt, havde forskerne håbet på bevis for ”underlige” partikler, der ville bryde eller udvide standardmodellen eller bekræfte supersymmetri, et tillæg til modellen, der hjælper med at forklare masse. Det er simpelthen ikke sket, i hvert fald ikke endnu.
På nuværende tidspunkt er fysikere muligvis nødt til at vente et par år til, før naturlovene bliver omskrevet. LHC gennemgår en række magtopgraderinger, der vil være færdige i 2026, og når den skiftes tilbage til den saftede partikelaccelerator, kan det føre til den type underlige videnskab, som området har brug for at gå ud over selv John Hughes 'vildeste fantasi.
