Физики ATLAS провели поиск по всему набору данных сеанса Run 2 Большого адронного коллайдера на предмет столкновений с фотоном, а также с двумя лептонами, совокупная масса которых была меньше 30 ГэВ. В этой области распады с виртуальными фотонами должны преобладать над другими процессами, дающими такое же конечное состояние. ATLAS измерил скорость сигнала бозона Хиггса в этом канале распада, что в 1,5 ± 0,5 раза превышает ожидание от Стандартной модели. Вероятность того, что наблюдаемый сигнал был вызван флуктуациями фона — менее 1 из 1000.
Учитывая, что от предстоящей программы на LHC с высокой светимостью ожидается большой объем данных, изучение редких распадов бозона Хиггса станет новой нормой. Это позволит физикам перейти от представления доказательств их существования к подтверждению своих наблюдений и проведению подробных исследований свойств бозона Хиггса, что приведет к еще более строгим проверкам Стандартной модели.
Наблюдение за распадом бозона Хиггса на фотон и лептонную пару позволит физикам изучить симметрию зарядовой четности или С-четность (CP). Комбинированная чётность, CP-симметрия — это произведение двух симметрий: C — зарядовое сопряжение, которое превращает частицу в её античастицу, и P — чётность, которая создает зеркальное изображение физической системы. Сильное взаимодействие и электромагнитное взаимодействие являются инвариантными по отношению к комбинированной операции CP-преобразования, но эта симметрия немного нарушается в процессе некоторых типов слабого распада. Исторически CP-симметрия была предложена Львом Ландау для восстановления порядка после открытия нарушения пространственной чётности в 1950-е годы. Однако в 1964 году Джеймс Кронин и Вэл Фитч показали, что CP-симметрия тоже может быть нарушена.
Когда физики, изучающие каонные частицы, заметили — к своему удивлению, — что в мире физики элементарных частиц дело обстоит иначе. С тех пор ученые узнали, что нарушение CP-симметрии является признаком электрослабого взаимодействия, и включили его в Стандартную модель.
Но с распадом бозона Хиггса на три частицы, две из которых заряжены, физики смогут проверить, имеют ли распады предпочтительное направление, что позволит исследователям улучшить свое понимание причин нарушения CP-симметрии и, возможно, даже приведет к подсказкам для новых физика за пределами Стандартной модели.
Читать далее
Посмотрите на изображение Марса из 8 триллионов пикселей
Ядерный ракетный двигатель строят для полетов на Марс. Чем он опасен?
Аборты и наука: что будет с детьми, которых родят
Электронвольт — внесистемная единица энергии, используемая в атомной и ядерной физике, в физике элементарных частиц и в близких и родственных областях науки.
Стандартная модель — теоретическая конструкция в физике элементарных частиц, описывающая электромагнитное, слабое и сильное взаимодействие всех элементарных частиц. Современная формулировка была завершена в середине 70-х годов после экспериментального подтверждения существования кварков.
Флуктуация — любое случайное отклонение какой-либо величины.
Зарядовая чётность (С-чётность) — одно из квантовых чисел истинно нейтральной частицы (или другой квантовомеханической системы), определяющее поведение её вектора состояний при зарядовом сопряжении.
Бозон Хиггса — элементарная частица, квант поля Хиггса, с необходимостью возникающий в Стандартной модели физики элементарных частиц вследствие хиггсовского механизма спонтанного нарушения электрослабой симметрии.