Обнаружен чрезвычайно редкий процесс распада бозона Хиггса

Бозон Хиггса был обнаружен в 2012 году среди множества других частиц, созданных на Большом адронном коллайдере ЦЕРНа (БАК) в Женеве, Швейцария.

Открытие было чрезвычайно важным, потому что бозон Хиггса, о котором раньше только предполагали, обладает особым свойством наделять другие элементарные частицы массой.

Физики Калифорнийского технологического института сыграли важную роль в открытии бозона Хиггса, в результате чего физик-теоретик Питер Хиггс получил долю Нобелевской премии по физике 2013 года, и теперь они продолжают делать важные открытия, касающиеся редких процессов бозона Хиггса.

Этим летом физики, впервые используя данные, собранные в ходе эксперимента, известного как компактный мюонный соленоид (CMS) на БАК, обнаружили доказательства того, что бозон Хиггса распадается на пару элементарных частиц, называемых мюонами.

Физический процесс распада бозона Хиггса на мюоны — редкое явление, поскольку только один бозон Хиггса из 5000 распадается на мюоны.

Мюон — более тяжелая версия электрона, и как мюоны, так и электроны принадлежат к классу частиц, известных как фермионы, как описано в широко принятой модели частиц, называемой Стандартной моделью.

Стандартная модель классифицирует все частицы как фермионы или бозоны. Обычно фермионы являются строительными блоками всей материи, а бозоны — носителями силы.

Мюон также известен как частица второго поколения. Фермионные частицы первого поколения, такие как электроны, являются самыми легкими из частиц; частицы второго и третьего поколения могут распадаться и становиться частицами первого поколения.

Новое открытие представляет собой первое свидетельство того, что бозон Хиггса взаимодействует с фермионами второго поколения.

Кроме того, этот результат является дополнительным доказательством того, что скорость распада бозона Хиггса на фермионы пропорциональна квадрату массы фермиона. Это ключевое предсказание теории Хиггса. Ожидается, что с большим количеством данных эксперименты на БАК подтвердят, что бозон Хиггса действительно дает фундаментальным частицам их массу.

Ученые, анализирующие данные другого прибора на БАК, известного как ATLAS, также обнаружили подтверждающие доказательства распада бозона Хиггса на мюоны.

Measurement of Higgs boson decay to a pair of muons in proton-proton collisions at s√=13TeV: cds.cern.ch/record/2725423

A search for the dimuon decay of the Standard Model Higgs boson with the ATLAS detector: arxiv.org/abs/2007.07830