Обнаружено свидетельство редкого распада бозона Хиггса

• 30.05.2023
• 138 просмотров

Фото: Pierre Albouy / Reuters

Физики ATLAS и CMS сообщили о возможном открытии редкого распада бозона Хиггса на Большом адронном коллайдере (LHC). Об этом пишет Phys.org.

Ученые обнаружили первое свидетельство процесса, в результате которого бозон Хиггса распадается на фотон и Z-бозон, электрически нейтральный переносчик слабого взаимодействия. Это событие аналогично распаду на два фотона, когда появляются и исчезают виртуальные частицы, время существования которых ограничено принципом неопределенности. Физические свойства таких частиц соответствуют обычным частицам, однако их нельзя обнаружить напрямую.

Предполагается, что среди виртуальных частиц, образующихся при распаде бозона Хиггса, есть и те, что не предсказываются Стандартной моделью физики элементарных частиц. Согласно последней, если бозон Хиггса имеет массу около 125 миллиардов электронвольт, то примерно 0,15 процента бозонов Хиггса распадутся на фотон и Z-бозон. Однако некоторые теории, расширяющие Стандартную модель, предсказывают другую скорость распада.

Исследователи проанализировали данные о протон-протонных столкновениях во время второй фазы работы LHC с 2015 по 2018 год, идентифицируя Z-бозон по его распаду на электроны и мюоны, чтобы обнаружить события распада бозона Хиггса. Уровень статистической значимости открытия предполагаемого распада составил 3,4 сигмы (стандартного отклонения), при этом в физике частиц значение, которое отличается от нуля на более чем три сигмы, предполагает высокую вероятность того, что оно не является случайным. Об однозначном открытии распада можно было бы утверждать при отличии в пять стандартных отклонений.

Кроме того, отличие зафиксированной скорости распада от скорости, предсказываемой Стандартной моделью, составило 1,9 сигмы, что пока что не является статистически значимым результатом. Ученые предполагают, что во время третьей фазы работы LHC и выходе на более высокую светимость (характеризует частоту столкновений частиц с мишенью) будут получены более точные данные, указывающие на существование Новой физики за пределами Стандартной модели.