|
Сужение круга поиска пар бозонов Хиггса
|
|
|
|
Обнаружить один бозон Хиггса было непросто, но физики на Большом адронном коллайдере (БАК) охотятся за чем-то ещё более неуловимым — за парами бозонов Хиггса. На недавней Международной конференции по физике высоких энергий 2026 года коллаборации ATLAS и CMS представили новые ограничения на вероятность образования пар бозонов Хиггса, что даёт представление о том, как бозон Хиггса взаимодействует сам с собой.
|
|
|
|
Открытие бозона Хиггса в 2012 году на Большом адронном коллайдере ознаменовало начало новой эры в физике элементарных частиц. С тех пор исследователи на БАК изучают и измеряют, как бозон Хиггса взаимодействует с другими частицами — это важный механизм, благодаря которому частицы приобретают массу.
|
|
|
|
Однако физикам ещё предстоит увидеть, как бозон Хиггса взаимодействует сам с собой. Понимание этого процесса не только позволит проверить границы Стандартной модели — лучшей на сегодняшний день теории в области физики элементарных частиц, — но и прольёт свет на вопрос о том, стабилен ли вакуум нашей Вселенной.
|
|
|
|
Основная сложность в изучении образования пар бозонов Хиггса заключается в том, что этот процесс происходит крайне редко. Точный коэффициент образования бозонов Хиггса пока не установлен, но, согласно предсказаниям Стандартной модели, исследователи ожидают, что на каждые 1500 одиночных бозонов Хиггса, образующихся при столкновениях на Большом адронном коллайдере, будет приходиться только одна пара бозонов Хиггса.
|
|
|
|
|
|
|
Чтобы найти доказательства образования двух бозонов Хиггса, коллаборации ATLAS и CMS ищут признаки распада двух бозонов Хиггса на другие частицы. Обе коллаборации исследовали особый канал распада, при котором один из двух бозонов Хиггса распадается на нижний кварк и антикварк, а другой — на тау-частицу и антитау-частицу. Это один из лучших способов изучения образования двух бозонов Хиггса.
|
|
|
|
Исследователи на Большом адронном коллайдере уже искали доказательства образования двух бозонов Хиггса, используя данные предыдущих запусков коллайдера. Теперь, объединив эти данные с данными последнего, третьего запуска Большого адронного коллайдера и применив для их анализа новые методы машинного обучения, коллаборации ATLAS и CMS смогли провести еще более тщательный поиск доказательств образования двух бозонов Хиггса, распадающихся на два нижних кварка и две тау-частицы.
|
|
|
|
Исследователи выявили больше событий, чем раньше, которые могут быть связаны с образованием двух бозонов Хиггса, но их все равно недостаточно для того, чтобы наблюдать этот процесс. Тем не менее им удалось установить новые ограничения на коэффициент образования двух бозонов Хиггса.
|
|
|
|
Коллаборация ATLAS зафиксировала превышение на 2,6 стандартных отклонения по сравнению с тем, что можно было бы ожидать при отсутствии образования пар бозонов Хиггса. Другими словами, данные указывают на то, что пары бозонов Хиггса все же образуются, хотя сигнал пока недостаточно силен для того, чтобы его можно было зарегистрировать. Параллельно с этим коллаборация CMS исключила возможность образования пар бозонов Хиггса в количестве, более чем в четыре раза превышающем текущий прогноз Стандартной модели. Обе коллаборации также установили ограничения на параметр самодействия бозона Хиггса, который определяет, насколько сильно бозон Хиггса взаимодействует с другим бозоном Хиггса.
|
|
|
|
Эти результаты являются многообещающими для предстоящих исследований, в которых будут объединены полные наборы данных, полученные на втором и третьем этапах работы Большого адронного коллайдера, и все возможные варианты распада, что позволит получить более полное представление об образовании пар бозонов Хиггса. В перспективе на Большом адронном коллайдере с высокой светимостью увеличится количество столкновений, что позволит экспериментаторам собрать примерно в шесть раз больше данных и вплотную приблизиться к обнаружению образования пар бозонов Хиггса.
|
|
|
|
Источник
|
