Физики обнаружили первые признаки распада редкого бозона Хиггса

Тщательные поиски крайне редкого преобразования бозона Хиггса принесли свои плоды, предоставив первое свидетельство процесса, который мог намекнуть на существование неизвестной частицы.

Сопоставив результаты нескольких лет столкновения протонов с двумя разными детекторами на Большом адронном коллайдере (БАК) в ЦЕРНе, физики повысили статистическую точность знаменитого уровня «коллективного запаса» частицы, распадающейся на фотон и Z-бозон.

Результаты, опубликованные на Конференция по физике LHC В Белграде на прошлой неделе было намного меньше, чем должно было быть. Считается великим. Но сам процесс можно масштабировать, чтобы сосредоточиться на пузырях квантового качества и помочь определить, где могут быть новые экзотические силы и строительные блоки.

Частица Хиггса стала любимицей физики в 2012 году, когда физик подтвердил доказательства ее существования. атлас (или «петлевое устройство LHC») f CMS (Компактный мюонный соленоид) детектор ЦЕРН.

Экспериментально подтверждена не только новейшая запись на карте частиц — Стандартная модель; Его наблюдения обещают стать окном в скрытые части квантового царства.

По большей части знание того, что частица Хиггса и связанное с ней поле существуют, означает, что теперь мы понимаем, почему фундаментальные частицы имеют массу.

Поскольку энергия и масса — это два разных способа описания одного и того же типа объекта, попытка сгруппировать большие, громоздкие объекты (такие как атомы, молекулы и слоны) вносит значительный вклад в массу объекта.

В меньших масштабах усилия, необходимые более элементарным объектам, таким как электроны или кварки, для исследования поля Хиггса, объясняют, почему они имеют статическую массу, а частицы, такие как фотоны, — нет.

Однако социальная природа поля и его бурлящая бозонная пена делают его идеальным кандидатом для поиска сигнатур гипотетических квантовых полей и связанных с ними частиц, которые обычно неизвестны более явными способами.

«Каждая частица имеет особые отношения с бозоном Хиггса, что делает поиск редких хиггсовских распадов высшим приоритетом». Он сказал Координатор физического эксперимента CERN Atlas Памела Феррари.

Разлагающиеся частицы подобны мертвому голубю посреди небоскреба — это происходит все время, часто по-разному, но вам повезет, если вы поймаете несколько плавающих перьев в качестве доказательства его смерти.

К счастью, подсчитав все «перья» в коллайдерной пыли, физики могут построить картину того, как частицы распадаются на части и быстро превращаются в новые объекты.

Некоторые из этих отклонений относительно обычны, но для частицы Хиггса переход к фотонам и короткодействующему слабому ядерному взаимодействию, переносящему Z-бозон, происходит примерно один раз из тысячи. Или, как можно было бы ожидать в учебниках, около 0,15% всего распада бозона Хиггса.

Но именно этого ожидает Стандартная модель. Какой бы проницательной ни была эта великая теория, мы знаем, что в какой-то момент она обречена на провал, потому что в ней мало что говорится о темной энергии, расширяющей пространство или искривляющей пространство и время гравитационным образом.

Любая вариация этой фигуры может быть использована для поддержки альтернативной модели, которая может оставить достаточно места для размещения неудобных фактов.

Знание того, как улучшить наши лучшие физические модели, означает обнаружение ряда необъяснимых в настоящее время аномалий. Как странные поля и частицы, которые совершают тонкие и редкие действия, о которых мы обычно не знаем.

«Присутствие новых частиц может оказать глубокое влияние на редкую картину распада бозона бозона Хиггса». Он сказал Флоренсия Канелли, координатор по физике других детекторов ЦЕРН, CMS.

Сегодня этот неуловимый единорог стал более легендарным, чем когда-либо. Пока что результаты находятся примерно в пределах диапазона, который предсказывает Стандартная модель.

Однако данных достаточно только для того, чтобы физики были достаточно уверены в правильности результатов. Более масштабные эксперименты, возможно, с более совершенными технологиями, могли бы выявить крошечные различия, скрывающие огромные окна в совершенно новые наборы теорий.

«Это исследование — мощная проверка Стандартной модели». Он сказал канелли.

Непрерывно запуская БАК и третий приемник БАК глянцевый, мы сможем повысить точность этого теста и исследовать редкий бозон Хиггса. “