Опубликован самый полный набор данных о свойствах бозона Хиггса
Большой адронный коллайдер, который принёс миру массу удивительных открытий, готовится к новому запуску при гораздо более высоких энергиях. Тем временем физики продолжают анализировать данные, полученные в ходе первого запуска.
Так, недавно к публикации в издании European Physical Journal C была принята итоговая статья с описанием результатов изучения свойств кванта поля Хиггса, который больше известен обывателям как бозон Хиггса или, благодаря СМИ, как Частица бога.
Если первая статья описывает массу частицы и согласованность этого показателя с прогнозами Стандартной модели, то другая статья, принятая к публикации в то же издание, сравнивает такие свойства бозона Хиггса, как спин и чётность.
Физики отмечают, что открытие бозона Хиггса и точное описание его свойств являются прямым подтверждением истинности Стандартной модели — общепринятой фундаментальной теории, описывающей взаимодействия между строительными блоками материи. Будучи сформулированной в 1970-х годах, эта теория до сих пор является самым точным описанием некоторых процессов Вселенной, несмотря на то, что она имеет явные недостатки.
Сотрудники проекта CMS объединили данные, полученные в ходе наблюдения за несколькими распадами бозона Хиггса, чтобы получить максимально точное значение его массы. Оказалось, что она составляет 125,02 ± 0,30 ГэВ, с относительной погрешностью 0,2%.
При этом погрешность можно условно разделить на две составляющие — систематическую (около ± 0,15 ГэВ) и статистическую (± 0,26 ГэВ). Это означает, что при следующем запуске коллайдера можно будет получить ещё более точные измерения массы бозона Хиггса, так как с ростом числа данных статистическая составляющая погрешности будет становится всё меньше.
Вычисление массы кванта хиггсова поля позволяет довольно точно определить и другие его свойства. К примеру, из симметрии Стандартной модели вытекает, что бозон Хиггса обладает нулевым спином, позитивной чётностью и нейтральным электрическим зарядом.
Однако другие важные параметры, такие как сила взаимодействия "частицы бога" с другими частицами Стандартной модели, определить сложнее. Как сообщается в пресс-релизе ЦЕРН, учёные надеются сделать это в ходе следующего запуска БАК.
Бозон Хиггса распадается на множество различных частиц, включая фотоны, Z-бозоны, W-бозоны, тау-лептоны, b-кварки и мюоны. Во время следующего запуска коллайдера физики планируют также проследить за процессом данного распада и, возможно, найти брешь в Стандартной модели, которая могла и не описать с высокой точностью всё, что происходит с бозоном Хиггса в коллайдере. По крайней мере, исследователи всего мира очень на это надеются.
