Sciencemag.cz
Doporučujeme
Nobelovou cenou vyznamenaný objev Higgsova bosonu na urychlovači LHC byl velkým úspěchem v tom smyslu, že šlo o poslední chybějící kousek Standardního modelu. Současně se ale ke zklamání řady fyziků nepodařilo objevit nic, co by tento model přesahovalo. Vědci pracující v CERNu v projektu Atlas nyní podrobněji popsali interakce Higgsových bosonů – s tím, že deklarují i vazby na očekávanou „novou fyziku“ mimo Standardní model.
Fyzici z experimentu ATLAS se v nové studii zaměřili na události vedoucí ke vzniku dvou Higgsových bosonů, které se následně rozpadnou na více částic z rodiny leptonů (především elektronů a mionů). Produkce párů Higgsových bosonů může probíhat v rámci samotného Standardního modelu. Jedná se zde však o tak vzácný proces, že jej v dosud nasbíraných datech nebylo možné pozorovat. Naproti tomu existují modely nové fyziky, které produkci párů Higgsových bosonů předpovídají s vyšší pravděpodobností.
„Experimentální studium vzájemných interakcí Higgsových bosonů naráží na zásadní problém. … Ve srážkách protonů na urychlovači LHC se Higgsovy bosony objevují tak zřídka, že dosud nebyl detekován ani jeden případ produkce páru Higgsových bosonů, což se na první pohled zdá naprosto nezbytné, pokud se chceme zabývat interakcemi mezi těmito částicemi. Jak tedy můžeme studovat jev, který dosud nebyl pozorován?“ uvádí Bartlomiej Zabinski z Fyzikálního ústavu Polské akademie věd (IPJ PAN), který koordinoval mezinárodní tým odpovědný za tuto analýzu.
Vědci proto simulovali signály, které by se měly objevit v detektorech v případě vzniku dvou Higgsových bosonů, a poté výsledky normalizovali podle očekávaného množství dat pocházejících z jejich detektoru. Posledním krokem bylo porovnání takto získaných hodnot s hodnotami odvozenými z předchozích pozorování. Při hledání těchto vzácných procesů pomohlo využití strojového učení založeného na rozhodovacích stromech.
„V datech z našich detektorů jsme zatím nezaznamenali nic, co by nebylo v souladu se Standardním modelem. Tento výsledek však nevylučuje možnost existence jevů ‚nové fyziky‘, ale pouze nás informuje o tom, že jejich možný vliv na produkci párů Higgsova bosonu zůstává příliš slabý na to, aby byl v dosud nasbíraných datech patrný,“ uzavírá B. Zabinski.
Search for non-resonant Higgs boson pair production in final states with leptons, taus, and photons in pp collisions at √s = 13 TeV with the ATLAS detector, Journal of High Energy Physics (2024). DOI: 10.1007/JHEP08(2024)164
Zdroj: Polish Academy of Sciences / Phys.org, přeloženo / zkráceno
