Под светимостью понимается количество частиц в единицу времени на единицу площади. Проектная светимость БАК составляет 10>34 с>-1*см>-2 — 2808 сгустков. Также планируется улучшить фокусировку луча, то есть, уменьшив поперечный размер пучка, фактически увеличить плотность частиц.
Зачем это нужно? Просто для увеличения количества «событий» — можно разогнать две частицы до запредельных значений: продуктом их распада может стать бозон Хиггса... а может и не стать. Более того, он настолько редко проявляется, что от одиночных событий нужных результатов можно ждать неограниченно долгое время. Светимость и фокусировка повышают частоту событий (соударений), и тем самым набирается больше статистических данных, анализ которых позволит (или уже позволил) вычленить всё, что связано с хиггсовским бозоном.
Непосредственно поисками бозона Хиггса на БАК занимались две исследовательские команды, оперировавшие детекторами ATLAS (A Toroidal LHC Apparatus) и CMS (The Compact Muon Solenoid).
- ATLAS и CMS многофункциональны. С их помощью планируется решение очень большого количества самых разнообразных задач, основной из которых является обнаружение бозона Хиггса, — говорил «Компьютерре» Илья Орлов, сотрудник ИЯФ СО РАН, участник разработок в ЦЕРНе. — Основная цель – это экспериментальное обнаружение бозона Хиггса и измерение его параметров: время жизни, вероятности распадов и так далее.
Проблема ещё и в том, что бозон Хиггса исключительно недолговечен — он существует ничтожно короткое время и прямому обнаружению, как говорится, «не подлежит». Только продукты его распада живут достаточно долгое время, чтобы его выявить, при этом так называемых «каналов распада» достаточно много.
Затруднений с поиском сразу несколько: во-первых, теория существования бозона Хиггса не описывает его массу; во-вторых, одни и те же лептоны, например, могут быть продуктами распада других частиц и не иметь никакого отношения к искомому бозону. Эта проблема решается опять же методом статистическим: учёные строят распределение масс частиц, то есть учитывают события с конкретными массами (выраженными в электронвольтах), восстановленные по характеристикам возможных продуктов распада, как, например, пары гамма-квантов. Если среди этих пар фигурируют те, что появились в результате распада какой-то конкретной частицы (а мы знаем, какой именно), то каждый раз они будут давать одну и ту же массу и, соответственно, будет наблюдаться пик.
Такой пик и был обнаружен и на CMS, и на ATLAS. Порог статистических отклонений вплотную приблизился (или даже превзошёл) показатели в 5 сигм, что дало основания заявить с большой уверенностью: открыта новая, неизвестная ранее элементарная частица. «Нашли нечто, что распадается на два фотона и Z-бозона и имеет массу порядка 125-126 ГэВ, — говорит старший научный сотрудник ИЯФ им. Г.И. Будкера, кандидат физико-математических наук Евгений Балдин. — Предположительно это хиггсовский бозон из Стандартной модели».