ATLAS и CMS получили самое точное измерение рождения пар бозонов Хиггса

Коллаборации ATLAS и CMS на Большом адронном коллайдере объединили свои данные и получили самое точное на сегодня измерение рождения пар бозонов Хиггса; в работе участвовала группа Чжоу Чэня из Пекинского университета

Поле Хиггса придаёт массу элементарным частицам, а бозон Хиггса — его частица. Измерить, как бозоны Хиггса взаимодействуют друг с другом, — единственный способ узнать на коллайдере, как устроено само поле. Это нужно, чтобы понять, как разделились электромагнитное и слабое взаимодействия и как развивалась ранняя Вселенная. Точнее всего это взаимодействие видно по рождению пар бозонов Хиггса, но такие события очень редки, а распадаются частицы множеством способов.

Чтобы повысить чувствительность, физики объединили и анализы разных способов распада внутри каждого эксперимента, и результаты двух экспериментов между собой. Они проанализировали все данные о столкновениях протонов за второй цикл работы коллайдера (Run 2) и рассмотрели несколько способов распада, в том числе с двумя b-кварками и с несколькими лептонами. Оказалось, что пары бозонов Хиггса рождаются не более чем в 2,5 раза чаще, чем предсказывает Стандартная модель (с достоверностью 95%).

Измеренная интенсивность сигнала составила 0,8 от теоретического предсказания (погрешность +0,9 и −0,7), а его значимость — 1,1 стандартного отклонения. Это самый точный на сегодня результат для этого процесса. Из него следует, что сила взаимодействия бозонов Хиггса друг с другом составляет от −0,71 до 6,1 величины, предсказанной Стандартной моделью: так точно эту теорию ещё не проверяли.

Работа опубликована в журнале Physical Review Letters, редакция отметила её как избранную. Чжоу Чэнь был одним из координаторов объединённого анализа бозона Хиггса в CMS, а его коллега по Пекинскому университету Александра Карвалью Антунеш де Оливейра — одним из руководителей совместной группы ATLAS и CMS по парам бозонов Хиггса.

Источник: Пекинский университет