Cernin tutkijat ovat Higgsin bosoniakin tärkeämmän hiukkasen jäljillä – Suomalaistutkija: "Tämä on vallankumous"

Uutta hiukkasta etsitään kuumeisesti myös professori Risto Oravan kehittämällä menetelmällä. Tuloksia odotetaan viimeistään vuoden lopulla.

tiede
Hiukkaskiihdytin tunnelissa.
Näkymä suuresta hadronitörmäyttimestä Euroopan hiukkasfysiikan tutkimuskeskuksessa Cernissä.Martial Trezzini / EPA

Euroopan hiukkasfysiikan tutkimuskeskuksessa Cernissä lähellä Geneveä eletään jännittäviä aikoja. Lähikuukausina saattaa ratketa, meneekö maailmankaikkeuden pienimpien hiukkasten suhteita määrittelevä standardimalli kokonaan uusiksi.

1970-luvun alussa luotu atomia pienempiä hiukkasia kuvaava hiukkasfysiikan standardimalli yhdistää kaikki tunnetut alkeishiukkaset sekä niiden vuorovaikutukset: heikon ja vahvan vuorovaikutuksen sekä sähkömagnetismin.

Ainoa poikkeus on painovoima – sitä ei ole saatu sovitettua standardimalliin. Tästä puutteesta huolimatta standardimalli on menestyksellisesti puolustanut paikkaansa jo yli 40 vuotta. Standardimalli ennusti vuonna 2012 löydetyn Higgsin hiukkasen, mutta nyt kiikarissa oleva hiukkanen toisi siihen uusia ulottuvuuksia.

Standardimallia ei nytkään uhkaa totaalinen kaatuminen, mutta sen perusteet voivat horjua rajusti.

Viime joulukuussa Cernin tutkijat kertoivat remontin jälkeen uudelleen käynnistetyllä suurella hadronitörmäyttimellä LHC:llä tekemästään kiinnostavasta havainnosta. Kahdella koeasemalla oli saatu protoneiden törmäyksestä yhteneväiset havainnot, jotka viittasivat uuteen ja tuntemattomaan hiukkaseen.

Havainto muistutti Higgsin hiukkasesta aikoinaan tehtyä, mutta kyse ei ollut Higgsistä, koska havaitun hiukkasen massa oli kuusi kertaa sitä suurempi.

Uudet havainnot tukevat joulukuussa tehtyjä

Cernissä Sveitsissä työskentelee keskeisessä roolissa myös Helsingin yliopiston fysiikan laitoksen professori Risto Orava.

Oravan mukaan uusi ponnistus hiukkasen löytämiseksi käynnistyi maaliskuun paikkeilla. Loppuvuoteen kestävän koesarjan aikana törmäyksiä kerätään kymmenen kertaa aiempaa enemmän.

– Uusia havaintoja saatiin viimeksi tänään. Ne tukevat joulukuun havaintoja, mutta eivät vielä todista niitä, sanoo Sveitsistä puhelimella tavoitettu Orava.

Työ Sveitsissä jatkuu suuren innostuksen vallassa yötä päivää. Samaan aikaa kaikki hiukkastutkimusalan teoreetikot pyrkivät mallintamaan tuloksia, Orava kertoo. Joulukuun jälkeen on aiheesta syntynyt hänen mukaansa jo 400–500 tieteellistä julkaisua.

Uusia havaintoja saatiin viimeksi tänään. Ne tukevat joulukuun havaintoja, mutta eivät vielä todista niitä.

Risto Orava

Salaperäistä hiukkasta etsitään muun muassa Oravan kehittämällä uudella keinolla, jossa käytetään hyväksi koko 27 kilometriä pitkää ympyränmuotoista LHC-törmäytintä.

Protonit kiertävät LHC:n sisällä pienissä "kimpuissa". Törmäyksen sattuessa protonit lentävät ulos kiihdytinputkesta, ja ne voidaan havaita putken ulkopuolella olevien ilmaisimien avulla. Jos protonit tulevat ulos etukäteen laskettavissa olevista pisteistä, voidaan uusi hiukkanen tunnistaa.

Orava uskoo, että aineistoa alkaa olla tarpeeksi käsillä syys-joulukuun aikoihin. Silloin nähdään, onko uusi hiukkanen todellisuutta vai voidaanko koko ajatus unohtaa.

Orava: Uusi hiukkanen olisi vallankumous

Professori Oravan mukaan uuden hiukkasen löytyminen ei kokonaan kumoaisi standardimallia, mutta toisi siihen merkittäviä muutoksia. Hän korostaa, että standardimalli ei ole varsinainen teoria, vaan kooste tämänhetkisestä tietämyksestä.

Tämä on vallankumous, joka on käynnissä.

Risto Orava

Orava on innoissaan mahdollisen hiukkasen löytymisestä. Tämä "hitunen" edustaa jotain aivan uutta, hän sanoo. Kyse voi olla pimeästä aineesta tai ylimääräisistä ulottuvuuksista aika-avaruudessa.

– Tämä on vallankumous, joka on käynnissä. Uutinen nousisi jopa Financial Timesin etusivulle, hän naurahtaa.

– Hiukkanen, jos se on olemassa, avaa uusia käsityksiä siitä, mitä aine, aineavaruus ja energia ovat, sanoo Orava.

Standardimallista lisää tietoa täältä (siirryt toiseen palveluun) ja täältä. (siirryt toiseen palveluun)