Письмо ректору

  Телефонный   справочник

    Электронная     почта

  Министерство науки и высшего образования РФ
5-100.png Программа повышения конкурентоспособности
Противодействие коррупции
Наука и образование против террора
Диссертационные советы
Российский студенческий центр
Социальный навигатор
Оформление социальной студенческой карты
Study in Russia
NEVOD.png Уникальная научная установка НЕВОД
TEMP.png Турнир «ТеМП 2018»
50x75.png Международная олимпиада для студентов
Олимпиада «Я - профи»
eend_fond.png Эндаумент-фонд НИЯУ МИФИ



На Большом адронном коллайдере провели самое точное измерение механизма Хиггса

05.06.2018

Физики коллабораций ATLAS и CMS впервые со статистической достоверностью сумели зафиксировать рождение бозона Хиггса и пары топ-кварк и топ-антикварк. Результаты детектора впервые набрали статистику в пять стандартных отклонений. Объявленные на конференции LHCP2018 4 июня, эти данные стали самым точным измерением хиггсовского механизма обретения частицами массы. Результаты работы CMS опубликованы в Physical Review Letters, а статья ATLAS доступна в виде препринта на arxiv.org.

Изучение рождения этого трио — очень кропотливый процесс, поскольку в нем рождается лишь один процент от всех бозонов Хиггса, однако важность его сложно переоценить, поскольку результат является прямым измерением взаимодействия топ-кварка и бозона Хиггса. Это взаимодействие известно, как связывание топ-кварка Юкавы. Его используют для описания хиггсовского поля и безмассовым полем кварка. Это взаимодействие представляет собой обретение массы фермионами благодаря так называемому спонтанному нарушению симметрии. Фактически, рождение ttH — это прямое наблюдение того, как рождается масса.

Предыдущие результаты коллаборации ATLAS и коллаборации CMS свидетельствовали о рождении ttH, но статистики не хватало. В марте 2018 года CMS объявила о четырех стандартных отклонениях, что еще не давало права говорить о том, что событие действительно наблюдалось. «Четыре сигмы» — это очень высокая (99,38 процента) вероятность того, что сигнал неслучаен, но в физике принято говорить о настоящем открытии, когда удается накопить статистики на пять стандартных отклонений (пять сигм — это 99,977 процента вероятности неслучайного результата).

Ситуация осложнялась тем, что появлявшийся вместе с двумя топ-кварками бозон Хиггса распадался пятью путями — либо на два W-бозона, либо на два Z-бозона, либо на пару тау-лептонов, либо на два b-кварка, либо вообще на два фотона. Как это часто бывает, на небольшой статистике данные показали некоторое отклонение от Стандартной модели и физики-теоретики заняли позицию «низкого старта». Однако чем больше накапливалось статистики, тем больше наблюдалось согласовия со Стандартной моделью. И вот — с одной стороны, Стандартная модель снова устояла, с другой — у нас есть самое точное измерение хиггсовского механизма наделения частиц массой, ведь топ-кварк — самая тяжелая из частиц Стандартной модели.

Если говорить языком цифр, на Большом адронном коллайдере удалось наблюдать рождение бозона Хиггса и пары топ-антитоп со статистической достоверностью в 6.3 стандартных отклонения (такую мощную достоверность удалось благодаря объединению данных с другими экспериментами 2015–2017 годов). Поиск велся в результатах столкновения протонов на энергиях в 13 тераэлектронвольт.

Ранее коллаборация ATLAS использовала данные, собранные при столкновениях протонных пучков на Большом адронном коллайдере в 2011 году, чтобы уточнить массу векторных W-бозонов, которые служат переносчиками слабого взаимодействия. Найденное учеными значение массы составляет примерно 80370 ± 19 мегаэлектронвольт.

Сергей Кузнецов

N+1


Возврат к списку