Як і очікувалося, фізики не довели факту виявлення бозона Гіґґса в експериментах на протон-антипротонному колайдері, але виділили сигнал, який, найімовірніше, відповідає шуканій частинці.
На семінарі в американській колаборації і представили остаточні результати пошуків бозона Гіґґса на протон-антипротонному колайдері «», зупиненому у вересні минулого року.
Як і очікувалося, фізикам не вдалося зібрати переконливі докази виявлення частинки Гіґґса. Боротьба «Теватрона» з (ВАК) завершилася перемогою останнього: найближчим часом має оголосити про відкриття бозона, і це відкриття ґрунтуватиметься на даних ВАК.
Такий результат «протистояння» двох прискорювачів було дуже легко передбачити, уявивши схему пошуку частинки Гіґґса. Нагадаємо, що під час зіткнення адронів вона народжуватися різними способами (при злитті , , разом із тощо), після чого розпадається, також обираючи один із кількох каналів. Найважливіші її розпади на пару фотонів або , пару тих самих W- або Z-бозонів, пару « — b-антикварк».
Як бачимо, різні поєднання можливих способів народження й розпаду бозона Гіґґса дають характерні набори спостережуваних частинок, причому всі ці набори можуть формуватися й у різних фонових процесах. На «Теватроні» найперспективнішим для відбору корисних подій вважалося утворення частинки Гіґґса разом із W- або Z-бозоном і подальший розпад на пару «b — анти-b». Ця комбінація стала єдиним козирем американського колайдера: хоча вища енергія зіткнень на ВАК збільшувала ймовірність народження бозона Гіґґса, фон зростав ще сильніше, тому загальна чутливість європейського експерименту виявлялася нижчою. Решту комбінацій зручніше досліджувати на ВАК.
| Результат об’єднання всіх даних, зібраних CDF і DZero на «Теватроні» (ілюстрація TEVNPH Working Group). |
Утім, виступаючи на семінарі, співробітники CDF і DZero оприлюднили деякі цікаві нові дані, відмінні від уже опублікованих їхніми європейськими колегами. Найцікавіший наведений вище графік, який підсумовує пошуки частинки Гіґґса на «Теватроні». Вертикальною віссю відкладено відношення перерізу народження бозона Гіґґса, виключеного експериментом, до перерізу, передбаченого Стандартною моделлю. Суцільна чорна лінія позначає реальні експериментальні дані, а пунктир — те, який вигляд, за розрахунками, могло б мати відношення перерізів за повної відсутності корисних сигналів. Оскільки фізики раніше , що бозон Гіґґса має бути «легким», графік обмежено відносно невеликими масами від 100 до 200 ГеВ/с2.
Коли чорна крива опускається нижче одиниці, позначеної чорною горизонтальною лінією, визначений в експерименті максимальний переріз народження стає меншим за мінімально допустимий модельний. Це означає, що в цих областях мас бозон Гіґґса з’являтися не може. На нашому графіку видно дві такі ділянки: 100–103 та 147–180 ГеВ/с2. Отже, на рівні довірчої ймовірності 95% існування бозона з масою в цих діапазонах виключається. Для зручності на графіку також позначено ділянки, виключені в експериментах та на ВАК і в дослідах на колайдері , що давно завершив роботу.
Однак можна помітити, що область, виключена за перетином пунктирної лінії з горизонталлю (тобто за припущення про відсутність сигналу й бозона Гіґґса, відповідального за цей сигнал), охоплює значно ширші діапазони: 100–120 та 139–184 ГеВ/с2. В інтервалі 115–140 ГеВ/с2 є істотна розбіжність між експериментальними даними й розрахунками.
Статистична значущість розбіжності становить 2,5 стандартного відхилення. Отже, ймовірність того, що на «Теватроні» все ж спостерігали народження й розпад «легкого» бозона Гіґґса, висока, але не досягає прийнятого у фізиці рівня 5σ, який відповідає відкриттю. Оголошення про надійний сигнал із потрібною значущістю доведеться чекати до середи.
Підсумковий 69-сторінковий звіт CDF і DZero можна завантажити .
Підготовлено за матеріалами .
Лише зареєстровані користувачі можуть залишати коментарі. Увійдіть або зареєструйтеся.
Коментарі (0):