Как сообщает ЦЕРН, эксперименты ATLAS и CMS представили новые результаты, которые показывают, что бозон Хиггса распадается на два мюона.

На 40-й конференции ICHEP эксперименты ATLAS и CMS представили новые результаты, которые показывают, что бозон Хиггса распадается на два мюона. Мюон-это более тяжелая копия электрона, одна из элементарных частиц, составляющих материю Вселенной. В то время как электроны классифицируются как частицы первого поколения, мюоны принадлежат ко второму поколению. Физический процесс распада бозона Хиггса на мюоны является редким явлением, поскольку только примерно один бозон Хиггса из 5000 распадается на мюоны. Эти новые результаты имеют решающее значение для фундаментальной физики, поскольку они впервые показывают, что бозон Хиггса взаимодействует с элементарными частицами второго поколения.

Событие-кандидат, демонстрирующее распад бозона Хиггса на два мюона: регистрация события на CMS слева, на ATLAS — справа. Изображение © ЦЕРН

Коллаборация CMS добилась доказательства этого распада со статистической значимостью на уровне 3 стандартных отклонений (сигм), что означает, что вероятность увидеть распад бозона Хиггса на мюонную пару с учетом статистической флуктуации меньше, чем один из 700. Результат ATLAS на уровне двух сигм означает, что шансы равны одному из 40. Сочетание двух этих результатов может повысить значимость значительно выше 3 сигм и дать убедительные доказательства распада бозона Хиггса на два мюона.

«Эксперимент CMS гордится тем, что достиг такой чувствительности к распаду бозонов Хиггса на мюоны и продемонстрировал первые экспериментальные доказательства этого процесса. Бозон Хиггса, очевидно, взаимодействует с частицами второго поколения в соответствии с предсказанием Стандартной модели. Этот результат будет дополнительно уточнен на основе данных, которые мы ожидаем получить в ходе следующего сеанса на LHC«, — сказал Роберто Карлин, руководитель эксперимента CMS.

Бозон Хиггса — это квантовое проявление поля Хиггса, которое придает массу элементарным частицам, с которыми он взаимодействует, через механизм Брута-Энглерта-Хиггса. Измеряя скорость, с которой бозон Хиггса распадается на различные частицы, физики могут сделать вывод о силе их взаимодействия с полем Хиггса: чем выше скорость распада на рассматриваемые частицы, тем сильнее их взаимодействие с полем. До сих пор эксперименты ATLAS и CMS наблюдали распад бозона Хиггса на различные типы бозонов, такие как W и Z, и более тяжелые фермионы, такие как тау-лептоны. Взаимодействие с самыми тяжелыми кварками, верхними и нижними, было измерено в 2018 году. Мюоны намного легче по сравнению с ними, и их взаимодействие с полем Хиггса слабее. Поэтому взаимодействия между бозоном Хиггса и мюонами ранее не наблюдались на LHC.

Обнаружен долгожданный распад бозона Хиггса, август 2018

«Это свидетельство распада бозона Хиггса на частицы второго поколения дополняет весьма успешную программу физики Хиггса второго сеанса на LHC (Run 2). Измерение свойств бозона Хиггса достигло нового уровня точности, что дает возможность обнаружить редкие распады. Эти результаты получены благодаря большому набору данных LHC, высочайшей эффективности и производительности детектора ATLAS, а также использованию новых методов анализа», — сказал Карл Якобс, руководитель эксперимента ATLAS.

Подробнее в пресс-релизе ЦЕРН

Ученые Объединенного института ядерных исследований принимают активное участие в экспериментах ATLAS и CMS на Большом адронном коллайдере (LHC). Свое участие в обоих экспериментах ОИЯИ начал на этапах их предварительных исследований и разработок, став впоследствии одним из основных участников как ATLAS, так и CMS.