Физики коллаборации ATLAS представили на конференции EPS-HEP 2025 новые результаты по двум исключительно редким распадам бозона Хиггса. Используя данные Run-3 БАК за 2022–2024 годы (165 фб⁻¹) в сочетании с полным набором Run-2 (140 фб⁻¹), исследователи получили статистические свидетельства распада H→μμ и повысили чувствительность к распаду H→Zγ.
Эти измерения позволяют точнее проверить, насколько поведение Хиггса следует Стандартной модели.
Распад на пару мюонов встречается примерно в одном случае из пяти тысяч, но именно он даёт лучший доступ к взаимодействию Хиггса с фермионами второго поколения и помогает понять происхождение массы у разных семейств частиц. Сигнал ищут как небольшой избыток событий с массой пары мюонов около 125 ГэВ на фоне тысяч схожих событий. В объединённом анализе Run-2 и Run-3 ATLAS получил для H→μμ наблюдаемую (ожидаемую) значимость 3,4σ (2,5σ) относительно гипотезы «только фон». Вероятность того, что такой избыток — просто статистическая флуктуация, меньше одной на три тысячи. Для сравнения, в предыдущем анализе ATLAS на данных только Run-2 намёк на сигнал достигал порядка 2σ, а CMS сообщал о 3σ при ожидаемых 2,5σ.
Распад H→Zγ ещё труднее: Z-бозон распадается на детектируемые лептоны лишь примерно в 6% случаев, а условия Run-3 с большим наложением столкновений усложняют отделение настоящих фотонов от струй частиц. Ранее совместный анализ ATLAS и CMS на Run-2 давал свидетельства на уровне 3,4σ (ожидалось 1,6σ). Обновлённый результат ATLAS с добавлением Run-3 показывает наблюдаемую (ожидаемую) значимость 2,5σ (1,9σ) и задаёт на сегодня наиболее жёсткую ожидаемую чувствительность к вероятности распада H→Zγ.
Рост точности стал возможен благодаря более точному моделированию фона, разбиению событий по способам рождения Хиггса и улучшенным критериям отбора. По мере накопления новых данных исследователи рассчитывают перейти от «свидетельств» к «наблюдению» редких распадов и тем самым ещё строже проверить Стандартную модель и возможные вклады новой физики.