Cernin hiukkaskiihdytin loihti esiin Higgsin hiukkasen. Se saattaa paljastaa myös hiukkasen raskaat serkut. Kuva: Science Photo Library
Cernin hiukkaskiihdytin loihti esiin Higgsin hiukkasen. Se saattaa paljastaa myös hiukkasen raskaat serkut. Kuva: Science Photo Library

Aalto-yliopiston tutkimuksen mukaan hiukkasten massa lienee lienee suurempi kuin jo tunnetulla Higgsin bosonilla.

Kohutulla Higgsin hiukkasella on useita sisaruksia, jotka ovat sitä paljon massiivisempia. Näin ennustavat Aalto-yliopiston tutkijat.

He tekivät päätelmänsä Espoon Otaniemen kylmälaboratoriossa äärimmäisen kylmän suprajohtavan heliumin avulla. Tutkimus on julkaistu tiedelehdessä Nature Communications.

Miten kylmälaboratoriossa voidaan tutkia Higgsin hiukkasta?

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Suprajuoksevuus merkitsee muun muassa, että nesteen virtausvastus katoaa, kun se jäähdytetään äärimmäisen kylmäksi. Eksoottisia supranesteitä hieman arkisempia ovat suprajohteet. Niissä sähkö kulkee ilman vastusta.

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Nyt julkaistu tutkimus perustuu tohtorikoulutettava Samuli Autin mukaan vanhaan havaintoon: suprajuoksevan heliumin matemaattinen malli muistuttaa läheisesti hiukkasfysiikan standardimallia.

Siksi yli 273 pakkasasteeseen viilennetyn heliumin tutkiminen antaa viitteitä siitä, mitä löytyy Euroopan hiukkastutkimuskeskuksen Cernin hiukkaskiihdyttimellä.

”Suprajuoksevassa heliumissa on kokeemme perusteella sekä raskaita että kevyitä Higgsin hiukkasia. Cernissä havaittu standardimallin Higgsin bosoni vaikuttaisi olevan odotettua kevyempi. Raskaat higgsit ovat siis ehkä vielä jääneet löytymättä”, Autti sanoo.

Saman vahvistaa emeritusprofessori Grigory E. Volovik tutkimustiedotteessa.

Havainto on epäsuora: heliumin käyttäytyminen odotetusti kertoo, että siinä on mallin mukaan higgsejä.

Voimaa välittävä Higgsin bosoni vahvistettiin vuonna 2012 Cernin suuren hiukkaskiihdyttimen havainnoista – sielläkin epäsuorasti hiukkasen hajoamistuotteista.

Havainto oli tärkeä hiukkasfysiikan standardimallille. Higgs antaa lepomassan muille hiukkasille.

Tutkijat Peter Higgs ja François Englert jakoivat fysiikan Nobelin palkinnon vuonna 2013 Higgsin hiukkasen mekanismin selittämisestä.

Heti pohdittiin, että higgsejä on useampia. Muut vain ovat niin massiivisia, että niitä ei ole voinut aikaisemmin havaita. Nyt Cernin hiukkaskiihdyttimen tehoa on lisätty.

Cernissä havaittiin joulukuussa jälki tuntemattomasta hyvin painavasta hiukkasesta. Aalto-yliopiston tutkijoiden mukaan havainto sopisi hyvin heidän tutkimuksensa tuloksiin.

Kyseessä voi olla vain tilastollinen heilahtelu, professori Paula Eerola Helsingin yliopiston fysiikan laitokselta toteaa yliopiston tuoreessa tiedotteessa. Eerola johtaa nyt fysiikan tutkimuslaitosta ja suomalaista yhteistyötä Cernin kanssa.

Sisältö jatkuu mainoksen alla