Sciencemag.cz
Doporučujeme
Od objevu Higgsova bosonu v roce 2012 se fyzikové soustředí na vlastnosti této částice. Důležitá je hlavně otázka jeho hmotnosti. Dosavadní experimenty stanovily hmotnost Higgsova bosonu na 125 GeV, Standardní model však předpokládá hmotnost mnohem vyšší.
Jedním z možných vysvětlení tohoto rozdílu by bylo, kdyby vedle 4 základních interakcí existovala ještě nějaká navíc. Tato interakce by pak znamenala, že budou existovat také její přenašeče, bosony s hmotnostmi mnohem většími než jiné částicemi ve Standardním modelu. Mezi několik teorií popisujících tuto interakci patří modely těžkého vektorového tripletu (heavy vector triplet, HVT), které předpokládají existenci nové částice, bosonu W prime (W‘). Tato částice by mohla vzniknout při energiích srážek dostupných na urychlovači LHC v CERNu. Bosony W‘ by byly těžké částice interagující s elektroslabou silou; po svém vzniku by se rychle rozpadaly na boson W a Higgsův boson.
V rámci projektu ATLAS v CERNu z dat shromážděných v letech 2015–2018 nyní určili omezující parametry pro hmotnost bosonu W‘. Konečný stav rozpadu by vypadal tak, že Higgsův boson se dále přemění na dvojici kvarků b a boson W na neutrino, a elektron, mion nebo lepton tau (tauon; konečný stav se označuje jako „pololeptonový“).
Obecně by podle teoretických předpokladů boson W‘ mohl mít hmotnost od 400 GeV do 5 TeV, tedy ve velmi širokém rozsahu. V experimentech by se různé hmotnosti mely projevit v rozdílné energii produkovaných Higgsových bosonů a pak také v signálu kvarků b. Problém je ovšem v tom, že příslušný signál (signaturu) rozpadu W‘ mohou vyvolat i mnohem běžnější procesy, již potvrzené a známé ze Standardního modelu. Bylo velmi obtížné vyloučit případné jevy na pozadí, respektive vytvořit algoritmy, které by dokázaly v kvarcích b odlišit signál příslušného rozpadu W‘.
A prozatimní závěr z toho všeho? Fyzikové nenašli žádný statisticky významný důkaz odchylky od standardního modelu (poznámka: tedy ani pro samotnou existenci bosonu W‘). Výsledky byly použity ke stanovení nových limitů pro hmotnost hypotetického bosonu W‘, přičemž by měly vylučovat hmotnosti do 3,15 TeV, což je téměř 12% nárůst oproti předchozímu limitu.
Search for heavy resonances decaying into a W boson and a Higgs boson in final states with leptons and b-jets in 139 fb−1 of proton–proton collisions at 13 TeV with the ATLAS detector (ATLAS-CONF-2021-026): https://atlas.web.cern.ch/Atlas/GROUPS/PHYSICS/CONFNOTES/ATLAS-CONF-2021-026/
Zdroj: ATLAS Experiment / Phys.org
