Новости России и Мира

21 марта






Рейтинг@Mail.ru


Moriond 2018: обновлена сводка свойств бозона Хиггса

Рис. 1. Текущее состояние по проверке связи бозона Хиггса с остальными частицами. Изображение из доклада D. Sperka, Measurement of the mass and other couplings in ATLAS and CMS

На проходящей сейчас конференции Moriond 2018 в сессии, посвященной бозону Хиггса, экспериментаторы не только показали новые результаты по конкретным процессам, но и рассказали о том, как эволюционирует ситуация в целом. Так, в докладе D. Sperka, Measurement of the mass and other couplings in ATLAS and CMS были приведены сводные результаты по всем каналам рождения и распада бозона Хиггса, а также измерение констант связи бозона с различными частицами. Сводка хиггсовских результатов в данных ATLAS и CMS была также показана в первый день конференции Moriond QCD.

Результатов тут много, и нагляднее всего текущую ситуацию отражает иллюстрация на рис. 1. Здесь галочками отмечены взаимодействия, которые уже надежно видны в эксперименте и которые позволяют напрямую измерить константы связи. Они извлекаются как из пяти основных каналов распада бозона Хиггса, так и из измерения сечений рождения. На рис. 2 показана сводка измерения интенсивности хиггсовского сигнала относительно стандартных предсказаний в отдельных каналах рождения и распада по данным CMS. Видно, что все значения в пределах двух стандартных отклонений согласуются с единицей, то есть данные не противоречат Стандартной модели.

Рис. 2. Интенсивность хиггсовского сигнала относительно Стандартной модели в отдельных каналах распада (слева) и рождения (справа). Изображение из доклада D. Sperka, Measurement of the mass and other couplings in ATLAS and CMS

Табличками «work in progress» на рис. 1 отмечены те частицы, связь с которыми пока еще не отслеживается, однако работа в этом направлении продолжает вестись. Например, распад бозона Хиггса на мюонную пару очень редкий, его вероятность составляет всего 0,02%. Однако он хорошо отделяется от фона, поэтому коллайдер уже близок к тому, чтобы начать его чувствовать. В докладе A. Marini Rare decays of the Higgs boson with CMS были показаны нынешние предварительные данные CMS по этому распаду: ограничение сверху на его вероятность составляет всего 2,6 от ожиданий СМ. Напомним, что по результатам Run 1 ограничение было заметно хуже, оно превышало предсказание СМ в 7 раз. Можно ожидать, что к концу сеанса Run 2 появятся первые намеки на этот процесс, и они станут первой проверкой того, как бозон Хиггса связан с частицами второго поколения фермионов.

Связь с очарованными кварками (про нее мы писали в недавней новости), а также взаимодействие бозона Хиггса с самим собой, пока слишком трудны для извлечения. Предсказанные СМ значения станут доступны для измерения только через несколько лет, в режиме HL-LHC. Однако пытаться проверить эти процессы можно и сейчас, поскольку различные варианты Новой физики предсказывают здесь усиление относительно СМ.

Наконец, распады на легкие кварки, обведенные черным на рис. 1, пока выглядят совершенно неприступными. Вероятность распада на них очень мала, и вдобавок они совершенно теряются на огромном фоне от прямого рождения кварков, без бозона Хиггса. Однако тут есть «адронная лазейка» — распад бозона Хиггса не на кварки, а на готовый мезон, состоящий из этих кварков, в паре с фотоном. В декабре 2017 года коллаборация ATLAS выполнила поиск распада бозона Хиггса на такие комбинации (статья arXiv:1712.02758). Свидетельств в его пользу найдено не было, что при нынешней статистике и не удивительно. Были установлены ограничения сверху на его вероятность, но они пока в 50–200 раз выше предсказаний СМ. Это означает, что, даже при росте статистики и улучшении методов отбора таких событий, коллайдер еще не скоро начнет чувствовать эти распады.

Описанная выше картина может показаться со стороны очень удручающей. Измерения уточняются, а бозон Хиггса как был совершенно стандартным, так и остается, и никаких намеков на Новую физику в его свойствах не наблюдается. Однако внутри научного сообщества результаты последнего года-двух уже воспринимаются спокойно. Дело в том, что все модели Новой физики условно делятся на два больших класса: те, в которых нынешний бозон Хиггса сразу будет необычным, и те, в которых необычными будут новые бозоны Хиггса, а нынешний, напротив, и должен быть стандартным. Лет пять назад физики надеялись, что мы сразу же увидим нестандартные эффекты в хиггсовском секторе. Увы, этого не случилось. Значит, реальная ситуация относится ко второму классу. Конечно, остается открытым вопрос, как тогда искать отклонения от Стандартной модели, но это уже другая задача.

0 Написать комментарий Вход в систему запомнить пароль Зарегистрироваться Забыли пароль?
0
 

Коментарии:

пока нет, но вы всегда можете оставить свой.

Оставить комментарий:
captcha
Администрация оставляет за собой право удалять любые комментарии по следующим причинам:
  • Отзыв является спамом или содержит сомнительную информацию.
  • Отзыв содержит ненормативную лексику.
  • Отзыв является оскорбительным, унижающим честь и достоинство конкретных людей.
  • Сообщить о нарушении вы можете здесь