ТАСС, 26 мая. Научные команды детекторов ATLAS и CMS, установленных в кольце Большого адронного коллайдера, открыли первые в истории свидетельства того, что бозоны Хиггса могут распадаться на пары из частиц света и Z-бозонов, переносчиков электромагнитных взаимодействий. Об этом сообщила в пятницу пресс-служба ЦЕРН.
"Поиски и изучение подобных редких распадов бозона Хиггса важны по той причине, что их частота сильно зависит от того, существуют ли частицы за пределами Стандартной модели физики частиц. Текущий третий цикл работы БАК, а также будущее обновление БАК в коллайдер высокой светимости позволят нам искать еще более редкие варианты распадов бозона Хиггса", - заявила научный координатор детектора ATLAS Памела Феррари, чьи слова приводит пресс-служба ЦЕРН.
Бозон Хиггса, так называемая "частица бога", был открыт свыше десяти лет назад на Большом адронном коллайдере. Следы его распадов были найдены детекторами CMS и ATLAS в парах фотонов, а также Z- и W-бозонов, отвечающих за перенос слабых и электромагнитных взаимодействий.
На этом изучение свойств бозона Хиггса не завершилось. Последующие десять лет работы БАК ученые потратили на поиски следов восьми других вариантов распада этой частицы, часть из которых происходит значительно реже, чем распад бозона Хиггса на фотоны, а также Z- или W-бозоны. Их изучение осложнено тем, что схожим образом распадаются и другие субатомные структуры, что мешало в прошлом ученым увидеть четкий сигнал.
Поиски редких распадов "частицы бога"
Феррари и ее коллеги по проекту ATLAS, а также представители научной команды детектора CMS, совместно обнаружили свидетельства того, что бозоны Хиггса в некоторых редких случаях, около 0,15% от общего числа распадов "частиц бога", превращаются в пары из Z-бозонов и фотонов. Для поисков этих событий и та и другая команда физиков воспользовалась тем фактом, что примерно 6% распадов Z-бозонов ведет к образованию пар мюонов, тяжелых аналогов электронов.
Эти пары частиц будут обладать строго определенной энергией и другими свойствами, что позволяет "увидеть" их на фоне других событий, возникающих при распадах и рождении частиц в кольце БАК. Руководствуясь этими данными, исследователи проанализировали данные, которые были собраны при помощи CMS и ATLAS во время второго цикла работы коллайдера в промежутке между 2015 и 2018 годами.
Проведенный физиками анализ данных указал на то, что подобные распады бозона Хиггса происходят, но пока уровня статистической достоверности этих замеров - 99,93% - не совсем хватает для окончательного признания этого факта. В дополнение к этому, ученые обнаружили свидетельства того, что превращения бозонов Хиггса в пары фотонов и Z-бозонов могут происходить примерно вдвое чаще, чем это предсказывает Стандартная модель физики частиц.
Подобные результаты наблюдений, как отмечают Феррари и ее коллеги, делают последующие наблюдения за распадами бозонов Хиггса на пары фотонов и Z-бозонов особенно интересными для физиков, так как это потенциально указывает на наличие "новой физики" за пределами Стандартной модели. В ближайшее время ученые приступят к проверке этих гипотез при анализе данных, которые были собраны CMS и ATLAS за первый год работы БАК после реактивации коллайдера в апреле 2022 года.