Ученые измерили массу бозона Хиггса с рекордной точностью

Исследователи не устают изучать загадочную частицу.

Бозон Хиггса – элементарная частица и последняя недостающая часть Стандартной модели, описывающей фундаментальные силы и частицы во Вселенной.

Подсчитав огромное количество столкновений протонов с помощью Большого адронного коллайдера (БАК), физики постарались наиболее точно измерить массу самой важной и неуловимой частицы. 

Впервые опубликованные в июле, последние измерения относятся к четырехлетнему периоду, когда, по прогнозам, около 9 миллионов частиц бозона Хиггса были произведены на БАК, крупнейшем и самом мощном коллайдере частиц в мире. Но экспериментально наблюдалась лишь небольшая часть этих бозонов. 

Тем не менее, международной команде исследователей, работавших над экспериментом ATLAS, этого было достаточно, чтобы получить наиболее точные измерения массы бозона Хиггса. В то время как массы других частиц в Стандартной модели физики могут быть выведены из теории, ученым приходится относительно слепо проводить эксперименты, чтобы определить массу бозона Хиггса.

Теперь официально: в Большом адронном коллайдере действительно обнаружили нейтрино

читать

Такие точные измерения важны, учитывая их важность для понимания других взаимодействий частиц. Текущие измерения массы Хиггса показали, что он в три раза легче, чем предполагают модели.

Исследователи объединили несколько измерений массы, основанных на распаде частицы, с более точными калибровками, чтобы получить массу бозона Хиггса. Так они получили значение в 125,11 гигаэлектронвольт (ГэВ) с погрешностью 0,11 ГэВ. 

Более точные измерения помогают физикам проверять предсказания Стандартной модели физики элементарных частиц и обнаруживать возможные отклонения – если они существуют. Несмотря на эти последние измерения, физики так и не определили свойства бозона Хиггса – даже близко.

Во-первых, бозон Хиггса на самом деле не появляется каждый раз с одной и той же массой, а скорее имеет разброс возможных масс, который физики называют его «шириной». Но получая все более и более точные оценки массы бозона Хиггса, физики приближаются к ответу на некоторые трудные вопросы о загадочной частице, такие как: взаимодействует ли бозон Хиггса сам с собой так, как предсказывает Стандартная модель? И как он взаимодействует с другими частицами?

А там подоспеют и другие вопросы, над которыми ученые ломают головы: существуют ли различные версии бозона Хиггса, которые мы еще не открыли, и может ли бозон стать ключом к пониманию темной материи – загадочного вещества, которое наполняет Вселенную, но которое никто никогда не видел.