Новое измерение бозона Хиггса является самым точным за всю историю: ScienceAlert

При столкновении потоков сверхбыстрых протонов бозон Хиггса может возникнуть в кратчайший момент, прежде чем Он разлагается на более легкие молекулы.

В этот момент физики могут работать в обратном направлении, чтобы оценить массу того, что может быть самой важной и самой неуловимой частицей в Стандартной модели.

После подсчета удивительного количества столкновений протонов с помощью Большого адронного коллайдера (БАК) физики теперь располагают наиболее точными цифрами для этого важнейшего свойства.

Во-первых Сообщено в июлеСамые последние измерения относятся к четырехлетнему периоду. Около 9 миллионов частиц бозона Хиггса. Ожидалось, что его будут производить на БАКе, крупнейшем и мощном в мире коллайдере частиц. Но лишь небольшая часть бозона Хиггса наблюдалась экспериментально.

Однако этого оказалось достаточно, чтобы международная команда исследователей работала над этим открытием. Опыт Атласаодин из двух детекторов на БАК, предназначенный для наиболее точных измерений массы бозона Хиггса.

Хиггс — весьма загадочная частица: он возникает из квантового поля. Излучается по всей вселеннойчто придает другим фундаментальным частицам их массу.

В то время как массы других частиц в Стандартной модели физики могут быть выведены из теории, физикам приходится относительно слепо проводить эксперименты, чтобы определить массу Хиггса.

Получение точных измерений важно, поскольку измерения важны для понимания взаимодействий других частиц.

Его относительно большая масса позволила легко наблюдать бозон Хиггса. Очень требовательныйОднако, согласно прогнозам, текущие измерения массы Хиггса в три раза легче, чем предполагают модели.

Хотя эти противоречия Еще не решеноЭти последние измерения улучшают нашу лучшую оценку массы бозона Хиггса, который влияет… как он Он взаимодействует с другими молекулами и самим собой.

Исследователи объединили несколько измерений массы, основанных на распаде частиц и более точных калибровках, чтобы получить массу бозона Хиггса 125,11 ГэВ (ГэВ) с погрешностью 0,11 ГэВ. Это меньше, чем Масса 125,35 ГэВ С точностью 0,12 процента в 2019 году.

«Этот результат на данный момент представляет собой наиболее точное измерение массы бозона Хиггса с точностью этой фундаментальной величины 0,09 процента», — заявили члены коллаборации ATLAS. Напишите в их газете.

Важно отметить, что оценка команды снижает статистическую и систематическую неопределенность массы Хиггса еще на порядок — неопределенность, которая ранее оставалась неизменной. Простор для интерпретации данных.

Получение более точных измерений помогает физикам проверять предсказания Стандартной модели физики элементарных частиц и обнаруживать потенциальные отклонения – если они существуют.

Только в прошлом году, например, самые точные измерения массы W-бозона выявили некоторые потенциальные трещины в Стандартной модели, которая остается нашей лучшей рабочей моделью фундаментальных частиц и их взаимодействий. Масса W-бозона превышала предсказание модели на семь стандартных отклонений. Результата никто не ожидал.

Такие аномалии указывают на новые или неизвестные явления за пределами Стандартной модели, которая не объясняет всего во Вселенной. Однако точность также не означает точности; Это может быть то Измерения неправильныеНе теория.

Что касается бозона Хиггса, то, несмотря на недавние измерения, физики так и не определили его свойства, даже близко.

Например, кажется, что бозон Хиггса не всегда имеет одну и ту же массу, а скорее имеет диапазон возможных масс, который физики называют «предложением». В 2022 году ученые Уточнить свои оценки «Рассмотрите» бозон Хиггса более точно, чем когда-либо прежде.

Но получая более качественные и точные оценки массы Хиггса, физики приближаются к ответу на некоторые трудные вопросы о загадочной частице, такие как: взаимодействует ли бозон Хиггса сам с собой, как предсказывает Стандартная модель? Как он сочетается с другими молекулами?

до Более жестокие чудеса Они включают в себя: существуют ли различные версии Хиггса, которые нам еще предстоит открыть, и может ли Хиггс стать воротами к пониманию темной материи, загадочной материи, которая наполняет Вселенную, но которую никто никогда раньше не видел?

Конечно, физики до сих пор делают На Поиск других молекул Это может объяснить удивительную легкость бозона Хиггса — аномалии, которая преследовала их с момента открытия Хиггса в 2012 году.

с Недавние акции Большой адронный коллайдер (БАК), предназначенный для увеличения энергии и интенсивности столкновений частиц, уже завершен, и на будущее запланировано еще больше улучшений.Кто знает, что произойдет?

Исследование было опубликовано в Письма о физическом осмотре.