|
Пределы самовзаимодействия бозона Хиггса
|
|
|
|
Один из самых больших открытых вопросов в физике элементарных частиц на сегодняшний день заключается в том, как бозон Хиггса взаимодействует сам с собой. Это "самовзаимодействие" может помочь объяснить эволюцию ранней Вселенной и механизм, который придает массу элементарным частицам. Чтобы попытаться пролить свет на это фундаментальное взаимодействие, коллаборация ATLAS недавно изучила один из "золотых" каналов распада пары бозонов Хиггса, где один бозон Хиггса распадается на два фотона, а другой - на пару нижних кварков.
|
|
|
|
Объединив весь набор данных, собранных во время второго запуска БАК (2015-2018), и частичный набор данных, собранных во время третьего запуска (2022-2024), команда ATLAS значительно повысила статистическую эффективность анализа этого канала распада. Результат, только что опубликованный в журнале Physics Letters B, знаменует собой первое измерение ATLAS, основанное на более чем 300 обратных фемтобарах (fb^-1) данных о столкновениях протон–протон, где одна обратная фемтобара соответствует примерно 100 триллионам столкновений.
|
|
|
|
Изучение этого канала распада является особенно сложной задачей из—за чрезвычайно редкой природы образования пар бозонов Хиггса – по прогнозам, это происходит один раз на триллион протон—протонных столкновений - и значительного влияния стандартных модельных процессов, имитирующих этот режим распада. Чтобы преодолеть эти трудности, физики ATLAS использовали передовые методы анализа данных, такие как машинное обучение, чтобы помочь выделить затухающий сигнал из фона.
|
|
|
|
|
|
|
В результате этих достижений и добавления набора данных partial Run 3 исследователи ATLAS установили более строгие ограничения, чем раньше, на уровень сигнала (наблюдаемый сигнал, разделенный на прогноз стандартной модели) и два ключевых параметра взаимодействия. Это величина самосвязи бозона Хиггса, разделенная на предсказанную стандартной моделью величину, которая должна составлять от -1,6 до 6,6, и сила взаимодействия между двумя бозонами Хиггса и двумя векторными бозонами (W или Z-бозонами), разделенная на предсказанную стандартной моделью величину, которая должна составлять от -0,5 до 2,6.
|
|
|
|
Полученные результаты подчеркивают растущую способность коллаборации ATLAS исследовать образование пар бозонов Хиггса в этом канале золотого распада. Они также закладывают основу для будущих измерений самосвязи бозона Хиггса — ключа к пониманию эволюции Вселенной после Большого взрыва. Благодаря тому, что скоро будет доступен полный набор данных Run 3, а на горизонте маячит БАК с высокой светимостью, у ATLAS есть все возможности для дальнейшего продвижения этих исследований - углубления нашего понимания бозона Хиггса и изучения потенциальных физических проявлений, выходящих за рамки стандартной модели.
|
|
|
|
Источник
|
