12 февраля 2021

На Большом адронном коллайдере зафиксирован крайне редкий вариант распада бозона Хиггса

ЦЕРН ЦЕРН

Ученые коллаборации ATLAS на Большом адронном коллайдере(LHC) зафиксировали самый редкий распад бозона Хиггса, который когда-либо наблюдался на научной установке. Об этом сообщается на сайте ЦЕРН.

Явление известно как распад Далитца, при котором бозон Хиггса распадается на два лептона (электроны или мюонную пару с противоположными зарядами) и фотон. Для этого физики ATLAS нацелились на распад бозона, опосредованный виртуальным фотоном. Виртуальная частица имеет очень маленькую (но ненулевую) массу и почти сразу же распадается на два лептона. Ученые проанализировали статистику, полученную во время сеанса работы коллайдера Run 2, в поисках событий с фотонами и двумя лептонами с совокупной массой меньше 30 гигаэлектронвольт.

Событие-кандидат, демонстрирующее распад бозона Хиггса на мюонную пару (красные линии) и фотон (светло-зеленые линии) в эксперименте ATLAS. Изображение © ЦЕРН

В данной области масс распады с участием виртуальных частиц преобладают над другими распадами, дающими такое же конечное состояние. Отличие от нулевой гипотезы, согласно которой ученые могли наблюдать статистическую флуктуацию, составило три сигмы, что указывает на существование нового распада (отличие в пять сигма однозначно доказывает событие).

Наблюдение за распадом бозона Хиггса на фотон и лептонную пару позволит физикам изучить CP-симметрию или комбинированную четность, которая заключается в том, что при замене частицы на античастицы и при зеркальном отображении системы законы физики остаются инвариантными или неизменными. Известно, что СР-симметрия нарушается в некоторых процессах слабого распада. Распад бозона Хиггса на три частицы позволит физикам лучше понять причины нарушения четности и, возможно, найти признаки существования Новой физики.

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