Физики нашли доказательства редкого распада бозона Хиггса

Физики ATLAS исследовали полный набор данных LHC Run 2 для событий столкновения с фотоном, а также двумя лептонами, общая масса которых была меньше 30 ГэВ

0 781

С момента открытия бозона Хиггса в 2012 году ученые из коллабораций ATLAS и CMS на Большом адронном коллайдере (БАК) работали над характеристикой его свойств и поиском различных способов распада этой загадочной частицы. От обильного, но экспериментально сложного распада на b- до редкого распада на четыре лептона, каждый из них предлагает различные пути изучения свойств этой новой частицы.

Теперь АТЛАС обнаружил первые свидетельства распада бозона Хиггса на два лептона (либо электрон, либо мюонная пара с противоположным зарядом) и фотон. Известный как «распад Далитца», это один из самых редких распадов бозона Хиггса, которые когда-либо наблюдались в БАК.

Для этого анализа физики ATLAS нацелились на распад бозона Хиггса, опосредованный виртуальным фотоном. В отличие от привычного стабильного безмассового фотона, эта виртуальная частица обычно имеет очень малую (но ненулевую) массу и мгновенно распадается на два лептона.

Физики ATLAS исследовали полный набор данных LHC Run 2 для событий столкновения с фотоном, а также двумя лептонами, общая масса которых была меньше 30 ГэВ. В этой области распады с виртуальными фотонами должны доминировать над другими процессами, которые приводят к тому же конечному состоянию.

АТЛАС измерил скорость сигнала бозона Хиггса в этом канале распада, которая в 1,5 ± 0,5 раза превышает ожидание от Стандартной модели. Вероятность того, что наблюдаемый сигнал был вызван флуктуацией фона, составляет 3,2 сигмы — менее 1 на 1000.

С огромным количеством данных, ожидаемых от предстоящей программы БАК с высокой светимостью, изучение редких распадов бозонов Хиггса станет новой нормой. Это позволит физикам перейти от представления доказательств их существования к подтверждению своих наблюдений и проведению детальных исследований свойств бозона Хиггса, что приведет к еще более строгим испытаниям Стандартной модели.

Смотрите также  Физика с дискретным временем

Наблюдение распада бозона Хиггса на фотон и лептонную пару позволит физикам изучить симметрию четности заряда (CP). СР-симметрия — это способ сказать, что зеркальное изображение взаимодействующих частиц, где частицы заменяются их античастицами, должно выглядеть точно так же, как и исходное взаимодействие.

Это было естественным предположением до 1964 года, когда физики, изучающие частицы каоны, к своему великому удивлению заметили, что в мире физики элементарных частиц это не так. С тех пор физики узнали, что нарушение СР-симметрии является признаком электрослабого взаимодействия, и включили его в Стандартную модель.

Но с распадом бозона Хиггса на три частицы, две из которых заряжены, физики смогут исследовать, имеют ли распады предпочтительное направление, что позволит исследователям улучшить свое понимание причин нарушения СР-симметрии и, возможно, даже приведет к намекам на новую физику за пределами Стандартной модели.

Войти с помощью: 
Подписаться
Уведомление о
guest
0 Комментарий
Встроенные отзывы
Посмотреть все комментарии
0
Будем рады вашим мыслям, пожалуйста, прокомментируйте.x
()
x