Dowody odkryte w CERN na rzadką formę rozpadu bozonu Higgsa mogą być dokładnie tym, czego naukowcy potrzebują, aby udowodnić istnienie cząstek wykraczających poza te przewidziane przez Model Standardowy fizyki cząstek elementarnych – przynajmniej pośrednio.
Przemawiając na konferencji Large Hadron Collider Physics w zeszłym tygodniu, naukowcy pracują nad parą eksperymentów CERN – atlas I CMS – Powiedział Połączone zbiory danych dostarczają pierwszego dowodu rozpadu bozonu Higgsa na bozon Z (wektor neutralny) Słaba siła) i futon.
Bozony Higgsa rozpadają się na różne sposoby. Może na przykład rozszczepić się na cztery elektrony lub parę swoich cięższych elektronowych kuzynów, mion. Możliwe jest również, że bozon Higgsa rozpadnie się na dwa fotony, ale w tym momencie sprawy zaczynają się komplikować i dziwnie: bozon Higgsa nie rozpada się bezpośrednio na dwa fotony.
Zamiast przechodzić od Higgsa bezpośrednio do fotonów, „procesy rozpadu są kontynuowane przez pośredni 'pierścień’ 'wirtualnych’ cząstek, które pojawiają się i znikają i nie mogą być bezpośrednio wykryte. Te wirtualne cząstki mogą obejmować nowe, jak dotąd -nieodkryte cząstki oddziałujące z bozonem Higgsa.” „.
Podobnie jak w przypadku rozpadu na dwa fotony, bozon Higgsa, który rozpada się na bozon Z, i foton przechodzą przez te same pierścienie cząstek wirtualnych, które prawdopodobnie nie zostaną wykryte. To też nie wszystko: wyniki ATLAS/CMS wskazują również, że Model Standardowy fizyki cząstek elementarnych, który miał być ukończony przez bozon Higgsa, w rzeczywistości odnosi się do teorii rozszerzających Model Standardowy.
Zgodnie ze wspomnianym Modelem Standardowym i CERN około 0,15 procent bozonu Higgsa powinno rozpadać się na bozon Z i foton, ale dane sugerują, że w rzeczywistości zachodzi on w około 6,6 procentach rozpadu uchwyconego przez Wielki Zderzacz Hadronów. W modelach teoretycznych, które rozszerzają Model Standardowy na inne cząstki, szybkość rozpadu bozonu/fotonu Higgsa Z różni się od 0,15 procent przewidywanych przez Standardowy Model Standardowy. Innymi słowy, dzieje się coś interesującego i potencjalnie niezbadanego.
„Dzięki starannemu połączeniu indywidualnych wyników ATLAS i CMS zrobiliśmy krok naprzód w kierunku rozwiązania kolejnej tajemnicy bozonu Higgsa” – powiedziała Pamela Ferrari, koordynator ds. fizyki ATLAS.
Oczywiście istnieje również pewność tego odkrycia do oceny, która nie jest tak pewna, jak odkrycie samego bozonu Higgsa przez naukowców z CERN-u w 2012 roku. Chociaż dowodom istnienia bozonu Higgsa nadano istotność statystyczną 5-Sigma ( w przybliżeniu równoważne 1 do 3,5 miliona szansy, że zostanie odkryta, była błędna), wykrycie bozonu/fotonu Z jest modulowane tylko przez 3,4-Sigma – wciąż bardzo małe prawdopodobieństwo, że będzie to fałszywa obserwacja, ale większe niż wykrycie samego bozonu Higgsa.
Innymi słowy, nauka ma nadzieję, że więcej obserwacji Higgsa pomoże wyjaśnić sprawę. „To badanie jest potężnym testem Modelu Standardowego” – powiedział CMS Physics. „Dzięki trzeciej trwającej serii LHC i przyszłemu Zderzaczowi Dużej Jasności będziemy w stanie poprawić dokładność tego testu i zbadać jeszcze rzadszy Higgs rozkład.” Koordynator Florencia Canelli. ®