Ученым впервые удалось измерить продолжительность жизни бозона Хиггса

>>> Опубликовано - 2021/12/07 - просмотров - 6

Метки: Наука  

Ученым впервые удалось измерить продолжительность жизни бозона Хиггса

Физики, работающие на детекторе CMS Большого адронного коллайдера, впервые смогли максимально точно измерить, сколько живет бозона Хиггса. Было известно, что эта элементарная частица существует очень недолго: лишь менее одной триллионной миллиардной доли секунды или 1.6×10-22 секунды.

Но ученым требовалось экспериментально более точно вычислить время жизни частицы. Это позволило бы им понять ее природу и узнать, соответствует ли это значение значению, предсказанному Стандартной моделью физики элементарных частиц. И да, оно совпало.

Согласно теории, эксперименты устанавливали лишь границы времени жизни частицы или определяли это свойство с большой погрешностью. Измерение времени жизни бозона Хиггса — сложная задача, поскольку прогнозируемое время его существования слишком мало, чтобы его можно было измерить его напрямую. Одно из возможных решений заключалось в измерении связанного свойства — ширины массы. Массовая ширина обратно пропорциональна времени жизни. Кроме того, она представляет собой небольшой диапазон возможных масс около номинальной массы частицы 125 ГэВ.

Поэтому физики произвели первое измерение ширины бозона Хиггса (H) во время второго запуска Большого адронного коллайдера. Они сосредоточились на данных о трансформации бозонов Хиггса в два Z-бозона, которые сами трансформируются в четыре заряженных лептона, либо в два заряженных лептона и два нейтрино.

Ученым впервые удалось измерить продолжительность жизни бозона Хиггса
Реконструкция события в детекторе CMS, где кандидат в бозон Хиггса сопровождается двумя струями частиц высокой энергии (желтые конусы). Кандидат в бозон Хиггса распадается на пару мюон-антимюон (красные полосы) и пару нейтрино-антинейтрино. Последняя пара не может быть обнаружена в эксперименте, что приводит к отсутствию поперечного импульса (фиолетовая стрелка) по отношению к направлению пучка. Иллюстрация: cms.cern

Ученые получили первые доказательства образования бозонов Хиггса вне оболочки. Результат предполагает, что время жизни бозона Хиггса составляет 210 йоктосекунд — это порядка септиллионных долей секунды или десятичной точки, за которой следуют 22 нуля — (+2.3/-0.9) x 10-22. Здесь можно найти интерактивную модель события.

«Наш результат демонстрирует, что образование бозона Хиггса вне оболочки представляет собой отличный способ измерить время жизни бозона Хиггса. И это стало важной вехой в изучении свойств этой уникальной частицы. Ожидается, что в ближайшие годы точность измерения улучшится с появлением данных из следующих прогонов Большого адронного коллайдера и новых идей анализа»,

Паскаль Ванлаер физик компактного мюонного соленоида.

Бозон Хигса или хиггсон — элементарная частица, квант поля Хиггса, с необходимостью возникающий в Стандартной модели физики элементарных частиц вследствие хиггсовского механизма спонтанного нарушения электрослабой симметрии. Ее существование впервые удалось подтвердить в 2012 году в результате исследований на Большом адронном коллайдере.

В 2015  году физики обнаружили распад на два гамма-фотона частицы массой около 700 ГэВ, что может указывать на существование второго бозона Хиггса.

Источник itc.ua

Комментарии


code Код: