Обнаружен редкий распад бозона Хиггса

• 26.01.2024
• 95 просмотров

Фото: D-VISIONS / Shutterstock / Fotodom

Физики впервые обнаружили новый распад бозона Хиггса, выявив небольшое несоответствие в предсказаниях Стандартной модели и, возможно, указав на новую физику за ее пределами. Результаты опубликованы в журнале Physical Review Letters.

Согласно Стандартной модели, бозон Хиггса может время от времени распадаться и производить фотон и Z-бозон — незаряженную частицу, которая вместе с двумя W-бозонами является переносчиком слабого взаимодействия. Поиск этого типа распада был проведен при анализе данных протон-протонных столкновений, полученные в ходе второго прогона Большого адронного коллайдера в ЦЕРН с 2015 по 2018 год.

В этом эксперименте энергия столкновения двух протонов составила 13 триллионов электронвольт. Теория предсказывает, что примерно 15 раз на 10 тысяч распадов бозон Хиггса должен распадаться на Z-бозон и фотон, что является самым редким распадом в Стандартной модели. Это происходит через распад на пару верхних кварков или пару W-бозонов, которые затем распадаются на Z-бозон и фотон.

Однако доля соответствующих распадов составила 34 раза на 10 000 распадов, плюс-минус 11 на 10 000, что в 2,2 раза превышает теоретическое значение. Различие со случайным результатом составило 3,4 стандартного отклонения, что недостаточного для того, чтобы однозначно говорить об отклонении. Однако это может намекать на возможность существенного расхождения с предсказанием Стандартной модели и быть свидетельством в пользу суперсимметрии.

Согласно теории суперсимметрии, каждой известной элементарной частице соответствует более тяжелый по массе суперпартнер. Так, известным бозонам соответствуют гипотетические фермионы, а известным фермионам — бозоны. При объединении принципов общей теории относительности и суперсимметрии исчезают некоторые противоречия, возникающие при попытке включения гравитации в квантовую механику.