Zvětšit obrázek

Objevíme v urychlovačích technikvarky? Kredit: pinkzippo/ deviantart.

Higgsův boson je velmi nepatrný a jeho objevení bylo očividně na samotné hranici soudobých technologií. Zároveň je ale ve hře možnost, že se Higgsův boson skládá z ještě nepatrnějších částic. Jejich objevení je prozatím mimo naše možnosti. Na definitivní verdikt si budeme muset počkat až do důkladného vylepšení Velkého hadronového srážeče (Large Hadron Collider, LHC), nebo do příchodu srážečů částic nové generace. Až s takovými přístroji budeme moci hledat případné součástky Higgsova bosonu. A do té doby, abychom se nenudili, můžeme kroutit fyzikálními teoriemi a dívat se, jestli v nich někde nejsou ukryty takové komponenty Higgsova bosonu.

Zvětšit obrázek

Thomas Ryttov. Kredit: CP3–Origins.

Právě tohle dělá Thomas Ryttov z centra CP3–Origins a Dánského institutu pro pokročilá studia (DIAS). Motivací jsou pro něj obtíže, které přináší objev Higgsova bosonu. Kdyby totiž Higgsův boson byl jednou fundamentální částicí, která se už nedělí na žádné menší částice, tak tím vlastně zásadně ohrožuje, jak jsme už na OSLU psali, princip přirozenosti (naturalness). A ten fyzici velice milují. Jde o problém s hmotností Higgsova bosonu, která by se měla dramaticky zvyšovat při interakcích s virtuálními částicemi ve vakuu, na hodnotu srovnatelnou s Planckovou hmotností. Nárůst je to doopravdy šílený, 100 milionů miliardkrát, oproti hodnotě naměřené z dat LHC. Ve skutečnosti je kvůli tomu nutné velice zkroutit Standardní model a pošpinit tím zmíněný princip přirozenosti.

Zvětšit obrázek

Higgs se rozpadá na čtyři leptony v detektoru ATLAS. Kredit: CERN/ ATLAS.

Vědci se snaží odbourat potřebu intenzivně ladit Standardní model a vrátit Higgsův boson do náruče přirozenosti rozmanitými rozšířeními Standardního modelu, mezi nimiž je dnes nejpopulárnější supersymetrie. Podle této představy mají běžné částice své supersymetrické protějšky. Pokud by supersymetrické částice existovaly, tak by mimo jiné zrušily působení virtuálních částic vakua na Higgsovy bosony a tím i srazily úžasně nakynutou hmotnost Higgsových bosonů zpět do slušných mezí. Potíž je v tom, že jsme zatím žádnou supersymetrickou částici neviděli.

Zvětšit obrázek

Technicolor stále ve hře. Kredit: volně dostupné, Wikimedia Commons.

Podle Ryttova se z mnoha stran sbírá víc a víc dokladů, které svědčí ve prospěch existence částic, z nichž by se měl skládat Higgsův boson, čili technikvarků. Higgs by v takovém případě tvořila dvojice technikvarků, slepená dohromady silou technicoloru, odvozené od kvantové chromodynamiky. Podobně jako když kvarky vytvářejí protony a neutrony. Technikvarky by měly mít spin jedna polovina a dva technikvarky by daly dohromady Higgsův boson s nulovým spinem. Problém s přirozeností hmotnosti Higgova bosonu by pak prý odpadl.

Ryttov si otestoval celou řadu teorií, které uvažují Higgsův boson jako částici složenou z menších částic. Nenašel žádný likvidační problém a koncept technikvarků v jeho očích naopak posílil. Je prý zřejmé, že Higgsův boson se slušnou pravděpodobností není elementární, dále nedělitelnou částicí. Teoretický fyzik Kimmo Tuominen z Helsinské univerzity považuje Ryttovovu studii za přesvědčivé posílení teorií s technikvarky, které ve skutečnosti pocházejí už ze sklonku sedmdesátých let. Higgsovy bosony s vnitřní technikvarkovou strukturou jsou stále spekulativní, podle Tuominena ale rozhodně zůstávají ve hře. Až se v roce 2015 rozjede vylepšený srážeč hadronů LHC, který by měl ve srážkách dosahovat energie 14 teraelektronvoltů TeV, bude analýza vnitřku Higgsova bosonu jedním z jeho hlavních úkolů. Třeba se pak ukáže, že žijeme ve světě technicoloru.

Literatura

Live Science 2. 4. 2014, arXiv:1311.0848, Wikipedia (Technicolor/ Physics).