Sciencemag.cz
Doporučujeme
Podle výsledků několikastupňové reakce se rozhodne, zda i nadále vystačíme se Standardním modelem nebo se prokáže existence dosud neznámých, částic.
Na konferenci Large Hadron Collider Physics týmy projektů ATLAS a CMS informovaly o tom, že se jim společně podařilo najít první důkaz vzácného procesu, při němž se Higgsův boson rozpadá na boson Z (částice přenášející slabou interakci) a foton. Tento rozpad Higgsova bosonu by mohl poskytnout nepřímý důkaz existence částic mimo Standardní model částicové fyziky.
Rozpad Higgsova bosonu na boson Z a foton je podobný rozpadu na dva fotony. V těchto procesech se Higgsův boson nepřeměňuje na konečné produkty přímo. Místo toho rozpady probíhají přes virtuální částice, které se objevují a mizí a nelze je přímo detekovat. Tyto virtuální částice by přitom mohly (měly) zahrnovat i nové, dosud neobjevené částice, které interagují s Higgsovým bosonem.
Standardní model předpovídá, že pokud má Higgsův boson hmotnost přibližně 125 miliard (billions) elektronvoltů, na boson Z a foton přibližně 0,15 % Higgsových bosonů se rozpadne (tj. samotné existence této reakce v žádném rozporu se Standardním modelem není). Některé teorie rozšiřující Standardní model však předpovídají jiný poměr. Měření rozpadu proto poskytuje informace jak o fyzice mimo Standardní model, tak o povaze Higgsova bosonu.
Dříve na základě dat ze srážek protonů s protony na urychlovači LHC prováděly nezávisle na sobě experimenty ATLAS a CMS rozsáhlá pátrání po rozpadu Higgsova bosonu na boson Z a foton. Obě vyhledávání použila podobné strategie a identifikovala boson Z prostřednictvím následných reakcí: jeho rozpadů na páry elektronů nebo mionů (hmotnější obdoba elektronu).
V nové studii nyní ATLAS a CMS spojily své síly a zkombinovaly soubory dat shromážděné oběma experimenty během druhého běhu urychlovače LHC v letech 2015-2018. Výsledkem tohoto společného úsilí byl první důkaz rozpadu Higgsova bosonu na boson Z a foton. Výsledek má statistickou významnost 3,4 směrodatné odchylky, což je méně než obvyklý požadavek 5 směrodatných odchylek na potvrzený výsledek. Naměřená míra signálu je o 1,9 standardní odchylky vyšší než předpověď standardního modelu (=touto reakcí zřejmě vzniká více produktů, než by mělo).
Výsledek tedy není úplně jednoznačný, nicméně lze předpokládat, že z dat získaných během aktuálního provozu urychlovače LHC se výsledky testu podaří dále zpřesnit.
Zdroj: CERN/Phys.org
