На Большом адронном коллайдере зафиксирован распад бозона Хиггса
Универсальные детекторы Большого адронного коллайдера (БАК) CMS и ATLAS раздельно друг от друга сообщили об экспериментальной фиксации редчайшего явления — распада бозона Хиггса на два мюона, сообщает 5 августа ресурс N+1.
Явление пронаблюдали по результатам протон-протонных столкновений с энергией 13 тераэлектронвольт. Это первый зарегистрированный распад бозона Хиггса на частицы второго поколения. Полученные результаты были анонсированы на конференции ICHEP; ATLAS представил результаты своих наблюдений, CMS опубликовал отчет на CERN.
Определенная по результатам экспериментов вероятность возникновения такого распада совпала в пределах погрешности с расчетами по Стандартной модели.
Стандартная модель как теория, предоставившая ответы на наибольшее число вопросов физики элементарных частиц в настоящее время получила наибольшее распространение.
Согласно Стандартной модели, бозон Хиггса обладает временем жизни порядка 10-22 секунды, способы его распада и их вероятности строго предсказаны теорией, и любое отклонение от этих предсказаний может служить свидетельством Новой физики за пределами Стандартной модели. Поэтому одной из главных задач экспериментов CMS и ATLAS после открытия знаменитого бозона в 2012 году было накопление данных о его редких распадах.
Вероятность распада на пару мюонов составляет две десятитысячных и это — самый редкий на сегодня зарегистрированный канал распада.
CMS указывает, что вероятность ошибки наблюдений составляет 1/700, ATLAS — 1/40.
Фактом является то, что образование пары мюонов возможно в результате нескольких сотен различных событий, никак с бозоном Хиггса не связанных. Необходимо было зафиксировать пару мюонов, суммарная масса которых составляла бы массу бозона, вылетать из одной точки пространства и разлетаться в определенных направлениях. Выявление именно такого события потребовало машинного обучения, многоступенчатого моделирования фоновых процессов и множества других работ, обеспечивающих повышение чувствительности регистрации искомого распада.
Дальнейшие исследования CERN направлены на достижение статистической точности в 5σ по этому редкому распаду, позволяющей с полной уверенностью заявить об открытии распада бозона Хиггса на два мюона, что позволит экспериментально определить вероятность данного распада, что, в случае совпадения экспериментальных данных со Стандартной моделью, позволит еще сильнее ограничить Новую физику.
