Аналіз даних, отриманих за допомогою детектора CMS Великого адронного колайдера, дав змогу фізикам знову скоротити діапазон мас, у якому може «ховатися» невловимий бозон Гіґґса, ідеться у статті колаборації CMS, яку буде опубліковано в журналі Physics Letters B.
У межах загальноприйнятої фізичної теорії, Стандартної моделі, розглядають дві можливості — існування «легкого» та «важкого» варіантів бозона. «Легкий» Гіґґс із масою від 135 до 200 гігаелектронвольт має розпадатися на пари W-бозонів, а якщо маса бозона становить 200 ГеВ або більше — на пари Z-бозонів, які, своєю чергою, породжують електрони й мюони.
Гіпотетичний сигнал від бозона Гіґґса під час його розпаду на два гамма-кванти
Автори статті дослідили дані про появу пучків електронів і мюонів, які, своєю чергою, можуть виникати під час народження W-бозонів, що утворилися внаслідок розпаду легкого бозона Гіґґса. Загалом зафіксовано 13 таких подій, однак характерних особливостей, які «натякали б» на існування Гіґґса, не виявили.
«Пошук бозона Гіґґса Стандартної моделі в каналі розпаду на W-бозони не виявив жодних свідчень перевищення сигналу над фоном... Існування бозона Гіґґса в інтервалі мас від 144 до 207 гігаелектронвольт виключено з рівнем достовірності 95%», — ідеться у статті.
Експерименти на електрон-позитронному колайдері LEP у ЦЕРН у 1980-ті роки дали змогу виключити діапазон мас менш ніж 114 гігаелектронвольт. Значення маси 100 гігаелектронвольт приблизно у 107 разів більше за масу протона.
Фото: CERN. Детектор CMS під час складання
Улітку 2010 року фізики з Національної лабораторії імені Фермі, які проводять експерименти на колайдері «Теватрон», виключили можливість існування Гіґґса в інтервалі мас від 158 до 175 гігаелектронвольт, а до цього, у листопаді 2009 року, «закрили» інтервал від 163 до 166 гігаелектронвольт.
«Якщо вірити всім цим вимірюванням, виходить, що залишилося зовсім небагато. Але це найскладніша область. Так улаштована природа — це область, яку найважче відчути. Для цього потрібна висока світність, і енергія важлива», — сказав РІА «Новости» один з авторів статті Едуард Боос, завідувач відділу експериментальної фізики високих енергій НДІ ядерної фізики МДУ.
Він не виключив, що цю область, яка залишилася, можна буде перекрити в найближчі два роки, що залишаються Великому адронному колайдеру до річної зупинки для модернізації.
«Можливо, бозон Гіґґса Стандартної моделі можна буде «прибрати». Радше може існувати «легкий» Гіґґс суперсиметричних моделей (один із варіантів «розширення» Стандартної моделі), але тоді всі ці обмеження «пливуть», — сказав учений.
За його словами, пошук бозона Гіґґса — дуже складна, кропітка робота, пов’язана з виділенням сигналу з фону.
Розпад W-бозона, зафіксований детектором CMS Великого адронного колайдера.
Нинішня теорія — так звана Стандартна модель — узагальнює наші знання про елементарні частинки. Її перевірили в численних експериментах, проте залишається багато нерозв’язаних питань, відповісти на які покликані, зокрема, експерименти на Великому адронному колайдері.
Серед них — проблема походження маси, яку не розв’язано в межах Стандартної моделі. Відповіддю на запитання, чому деякі частинки дуже важкі, а інші зовсім не мають маси, може стати так званий механізм Гіґґса, названий на честь британського фізика Пітера Гіґґса. Згідно із цією теорією, простір заповнений полем Гіґґса, і, взаємодіючи з ним, частинки набувають маси.
Частинки, які сильно взаємодіють із ним, — важкі, а ті, що взаємодіють слабко, — легкі. Поле Гіґґса має щонайменше одну пов’язану з ним частинку — бозон Гіґґса. Якщо вона існує, Великий адронний колайдер, як сподіваються вчені, зможе її виявити.
Лише зареєстровані користувачі можуть залишати коментарі. Увійдіть або зареєструйтеся.
Коментарі (0):