Бозон Хиггса в эксперименте на БАК распался на два мюона
Недавно ученые анонсировали данные, полученные в ходе экспериментов с бозоном Хиггса на БАК, или Большом адронном коллайдере. Речь шла об удивительном и крайне редком явлении, состоящем в распаде бозона, ранее не наблюдавшемся в ходе всех предыдущих экспериментов. Ученые верили, что после распада бозона Хиггса должно остаться что-то такое, что еще ранее не было зарегистрировано. Но получить подтверждение этому мнению они смогли только сейчас.
Бозон Хиггса, изначально называемый «частицей Бога» из-за невозможности доказательства его существования, был открыт 8 лет назад в 2012 году. С тех пор шло пристальное наблюдение и изучение его свойств с помощью различного испытательного и аналитического оборудования. По версии распространенной теории элементарных частиц под названием «Стандартная модель» данная частица имеет критически короткий период жизни, который составляет всего 10-22 сек. Поэтому сразу после рождения бозон Хиггса распадается, оставляя после себя что-то, что, как говорят ученые, станет основой Новой физики элементарных частиц, выходящей за пределы ныне существующей Стандартной модели.
В течение длительного времени ученые команды независимо друг от друга вели эксперименты под названием CMS и ATLAS, где происходило тщательного наблюдение и регистрирование продуктов редких распадов бозона Хиггса. Первое время ученые наблюдали уже известные процессы его распада на фермионы, b-кварки, b-антикварки и тау-лептоны. В этот раз довелось наблюдать распад бозона Хиггса на частицы второго поколения — мюоны. Вероятность такого распада крайне мала и составляет всего 0,0002%, поэтому данное явление и называют самым редким из всех возможных, наблюдаемых и зарегистрированных на сегодняшний день.
Следует упомянуть, что оба эксперимента дали в итоге различные показатели существования распада: 3 σ в CMS и всего 2 σ в ATLAS. Получается, что данные о распаде бозона Хиггса могут быть статистической флуктуацией в эксперименте CMS в 1 случае из 700 и в эксперименте ATLAS в 1 случае из 40. Чтобы доказать, что именно нужные мюоны, а их всего 2, образовались в результате распада бозона Хиггса, необходимо проверить массу расчетов, например, чтобы в сумме масса этих мюонов совпадала с массой бозона Хиггса, а это 125 гигаэлектронвольт. Данный расчет был подтвержден.
В будущем ученые планируют обновить БАК, придав ему увеличенную светимость, а это позволит перешагнуть статистическую точность к показателю в 5 σ.
