Дві колаборації фізиків вперше побачили розпад бозона Хіггса на Z-бозон і фотон. Імовірність того, що сигнал від рідкісного розпаду є помилкою, складає всього 0,04 відсотка. Науковці сподіваються зібрати більше даних про цей розпад бозона Хіггса під час третього сезону роботи Великого адронного колайдера. Про результат роботи фізиків на своєму сайті розповідає Європейська організація з ядерних досліджень (CERN).
Подія розпаду бозона Хіггса на Z-бозон і фотон. CERN
Як розпадається бозон Хіггса?
Дві колаборації фізиків, ATLAS і CMS, у 2012 році повідомили, що їм вдалося експериментально виявити бозон Хіггса — елементарну частинку, яка є важливою частиною Стандартної моделі, пояснюючи наявність маси у ряду інших частинок. Бозон Хіггса — частинка з короткотривалим часом життя, яка розпадається за 2,1×10^-22 секунди, а всі можливі канали його розпаду, тобто частинки, на які може розпастися бозон Хіггса, чітко передбачені теорією.
Зазвичай бозон Хіггса розпадається на ферміони — частинки з напівцілим спіном. Однак, фізикам важливо вивчати рідкісні розпади, щоб порівнювати експериментальні дані з теоретичними, і так перевіряти передбачення Стандартної моделі, аби, можливо, знайти вказівки на Нову фізику за її межами.
Дослідникам колаборацій ATLAS і CMS на Великому адронному колайдері (ВАК) вдалося виявити розпад бозона Хіггса на два бозони — Z-бозон і фотон. Згідно з передбаченнями Стандартної моделі, таке має відбуватися у 0,15 відсотка розпадів.
Як виявили рідкісну подію?
Розпад фізики виявили у даних протон-протонних зіткнень, об'єднавши дані своїх експериментів, які вони зібрали під час другого сезону роботи ВАК у 2015-2018 роках. Аби виявити розпад бозона Хіггса на Z-бозон і фотон, науковці шукали в даних пікове значення інваріантної маси цієї пари, яка б потрапляла у масовий діапазон бозона Хіггса — 125 гігаелектронвольтів.
Статистична значущість результату фізиків складає 3,4 стандартного відхилення (сигми), що говорить про те, що виявлений сигнал може бути хибним з імовірністю у менш як 0,04 відсотка. Також оцінена на основі виявленого сигналу частота таких розпадів майже вдвічі перевищила передбачення Стандартної теорії.
Фізики сподіваються зібрати більше даних під час третього сезону роботи ВАК, щоб знайти більше таких розпадів та підвищити точність своїх досліджень.
Раніше ми розповідали, як фізикам з ATLAS вдалося застати рідкісний розпад бозона Хіггса на два лептони і фотон.