Большой адронный коллайдер дал первое свидетельство распада бозона Хиггса

Открытие бозона Хиггса на Большом адронном коллайдере в ЦЕРНе в 2012 году стало важной вехой в физике элементарных частиц. С тех пор физики усердно исследуют свойства этой уникальной частицы.

Как сообщили в ЦЕРНе, недавно было обнаружено первое свидетельство редкого процесса, когда бозон Хиггса распадается на Z-бозон (электрически нейтральный носитель слабого взаимодействия) и фотон (носитель электромагнетизма). Этот распад бозона Хиггса может дать косвенное свидетельство существования частиц помимо тех, которые предсказываются Стандартной моделью.

Бозон Хиггса не распадается непосредственно на эти пары частиц. Вместо этого распад происходит через промежуточную «петлю» «виртуальных» частиц, которые появляются и исчезают, но пока не могут быть обнаружены напрямую. Среди этих виртуальных частиц могут быть новые, еще открытые, но взаимодействующие с бозоном Хиггса.

Стандартная модель предсказывает, что если бозон Хиггса имеет массу около 125 миллиардов электронвольт, примерно 0,15% бозонов Хиггса распадутся на Z-бозон и фотон. Но некоторые теории, расширяющие Стандартную модель, предсказывают другую скорость распада. Таким образом, измерение скорости распада дает ценную информацию как о физике за пределами Стандартной модели, так и о природе бозона Хиггса.

Объединив наборы данных, собранные в ходе экспериментов во время второго запуска Большого адронного коллайдера с 2015 по 2018 год, ученые получили надежные результаты: статистическую значимость 3,4 стандартных отклонения, что ниже обычного требования в 5 стандартных отклонений, позволяющего заявить об открытии.

Оказалось, что наблюдаемая скорость сигнала выше прогноза Стандартной модели, что приоткрывает еще одно окошко в «новую» физику — неизвестную часть устройства мира на фундаментальном уровне.