Вченим CERN вдалося виміряти "красу" бозона Хіггса

Apr 24 7:00 2020 Друк цієї статті

Вимірювання властивостей бозона Хіггса і порівняння отриманих значень з величинами теоретичних передбачень дозволять вченим глибше зрозуміти природу цієї частки, а виявлені відхилення послужать покажчиком на нові процеси і явища, що знаходяться за межами сучасної фізики елементарних часток.

Одним із таких відхилень є кількісний рівень виникнення бозонів Хіггса при певних умовах. Великий поперечний імпульс бозона, тобто імпульс частинки, спрямований перпендикулярно напрямку руху променів протонів у Великому Адронному Колайдері (ВАК), є досить чутливим елементом, що реагує на прояв ефектів "нової фізики. І розпад H->bb, у свою чергу, є ідеальним "каналом" для пошуків таких відхилень.

Зазначимо, що розпад H->bb є найбільш поширеним видом (близько 58 відсотків) розпаду бозона Хіггса. Це, в свою чергу, здатне забезпечити вчених великою кількістю даних, на основі яких можна проводити поглиблений статистичний аналіз. І вчені експерименту ATLAS впровадили в процедуру цього аналізу цілий ряд інноваційних методів і алгоритмів, які використовувалися для цієї мети вперше в історії науки.

У процедурі аналізу використовувався набір даних, зібраний під час другого періоду роботи коллайдера (LHC Run 2). З усього величезного масиву даних вибиралися тільки такі випадки розпаду H->bb, в яких бозон Хіггса з'явився в результаті процесу, в якому були задіяні "векторні" бозони W або Z. Новий аналіз даних дозволив збільшити на 75 відсотків вихід корисної інформації, в результаті чого випадки появи бозона Хіггса за участю Z-бозона були виміряні з рівнем достовірності 5.3 сигма, а за участю W-бозона - 4.0 сигма.

Також вчені з'ясували деякі цікаві особливості розпаду H->bb. У звичайних умовах бозон Хіггса розпадається на два кварка, і низка таких розпадів формує два окремих джета (потоку) з високоенергетичних часток (кварків), які чітко реєструються датчиком ATLAS. Але, при підвищенні маси бозона Хіггса до 125 Гев, два кварка з'являються дуже близько один до одного, зливаючись в один джет. Вимірювання параметрів такого виду розпаду дозволили вченим уточнити масу бозона Хіггса і визначити деякі відхилення за результатами другорядних процесів.

Нова методика аналізу даних вже дозволила вченим CERN більш ретельно дослідити фазовий простір, в якому існує бозон Хіггса. А в майбутньому вчені планують збільшити точність, ефективність та інші параметри їх алгоритмів, що, згідно з їхнім надіям, дозволить заглянути на "ще незвідану територію", на якій панують поки невідомі закони нової фізики.