Noua măsurare a bosonului Higgs este cea mai precisă vreodată: ScienceAlert

Când fluxurile de protoni ultrarapidi se ciocnesc, bosonul Higgs poate apărea în cel mai scurt moment înainte Se descompune în molecule mai ușoare.

În acel moment, fizicienii pot lucra înapoi pentru a estima masa a ceea ce ar putea fi cea mai importantă și mai evazivă particule din Modelul Standard.

După ce au analizat cifrele pentru un număr uimitor de ciocniri de protoni folosind Large Hadron Collider (LHC), fizicienii au acum cel mai precis număr de până acum pentru această proprietate crucială.

in primul rand Raportat în iulieCele mai recente măsurători sunt dintr-o perioadă de patru ani Aproximativ 9 milioane de particule de boson Higgs Era de așteptat să fie produs la LHC, cel mai mare și mai puternic ciocnitor de particule din lume. Dar doar o mică parte din Higgs a fost observată experimental.

Cu toate acestea, asta a fost suficient pentru o echipă internațională de cercetători care lucrează la această descoperire Experiență Atlasunul dintre cei doi detectoare de la LHC, pentru a obține cele mai precise măsurători de până acum ale masei bosonului Higgs.

Higgs este o particulă destul de misterioasă: ia naștere dintr-un câmp cuantic Emis în tot universulcare conferă altor particule fundamentale masa lor.

În timp ce masele altor particule din modelul standard al fizicii pot fi deduse din teorie, fizicienii trebuie să bâjbâie relativ orbește prin experimente pentru a determina masa Higgs.

Obținerea unei măsurători precise este importantă deoarece măsurarea este importantă în înțelegerea interacțiunilor altor particule.

Masa sa relativ mare a făcut bosonul Higgs ușor de observat Foarte exigentCu toate acestea, măsurătorile actuale ale masei Higgs sunt de trei ori mai ușoare decât sugerează modelele, conform proiecțiilor.

În timp ce acele contradicții Nu s-a rezolvat încăAceste ultime măsurători îmbunătățesc cea mai bună estimare a masei bosonului Higgs, care afectează… cum este el Interacționează cu alte molecule și cu el însuși.

Cercetătorii au combinat mai multe măsurători de masă bazate pe dezintegrarea particulelor și calibrări mai precise, pentru a obține o masă a bosonului Higgs de 125,11 GeV (GeV) cu o incertitudine de 0,11 GeV. Aceasta este mai mică de a Masa 125,35 GeV Cu o precizie de 0,12% în 2019.

„Acest rezultat reprezintă în prezent cea mai precisă măsurare a masei bosonului Higgs, cu o precizie a acestei cantități fundamentale de 0,09 la sută”, au spus membrii colaborării ATLAS. Scrieți în lucrarea lor.

Important este că estimarea echipei reduce incertitudinea statistică și sistematică a masei Higgs cu o altă ordine – o incertitudine care a fost lăsată anterior. Măriți spațiu pentru interpretare de date.

Obținerea de măsurători mai precise îi ajută pe fizicieni să testeze predicțiile modelului standard al fizicii particulelor și să detecteze abaterile potențiale – dacă acestea există.

Chiar anul trecut, de exemplu, cele mai precise măsurători ale masei bosonului W au scos la iveală unele potențiale fisuri în modelul standard, care rămâne cel mai bun model de lucru al particulelor fundamentale și interacțiunile lor. Masa bosonului W a fost de șapte abateri standard în afara predicției modelului, a Rezultatul nu era așteptat de nimeni.

Astfel de anomalii indică fenomene noi sau necunoscute în afara Modelului Standard, care nu explică totul despre univers. Cu toate acestea, acuratețea nu înseamnă nici precizie; Ar putea fi asta Măsurătorile sunt greșiteNu teoria.

În ceea ce privește bosonul Higgs, în ciuda acestor măsurători recente, nici fizicienii nu i-au determinat proprietățile, nici măcar aproape.

De exemplu, bosonul Higgs nu pare să aibă aceeași masă de fiecare dată, ci mai degrabă are o serie de mase posibile, pe care fizicienii le numesc „ofertă”. În 2022, oamenii de știință Rafinați-le estimările „Vizualizați” bosonul Higgs mai precis decât oricând.

Dar, obținând estimări mai bune și mai precise ale masei Higgs, fizicienii sunt tot mai aproape de a răspunde la câteva întrebări dificile despre particulele misterioase, cum ar fi: Bosonul Higgs interacționează cu el însuși așa cum prezice Modelul Standard? Cum se leagă de alte molecule?

pana cand Minuni mai brutale Acestea includ: Există diferite versiuni ale lui Higg pe care trebuie să le descoperim încă și Higgs-ul ar putea fi o poartă către înțelegerea materiei întunecate, materia misterioasă care umple universul, dar pe care nimeni nu a mai văzut-o până acum?

Desigur, fizicienii încă o fac Pe Căutați alte molecule Acest lucru poate explica uimitoarea lejeritate a bosonului Higgs, o anomalie care i-a bântuit de la descoperirea lui Higgs în 2012.

cu Promoții recente Large Hadron Collider (LHC), proiectat pentru a crește energia și intensitatea coliziunilor de particule, este acum finalizat și sunt planificate mai multe îmbunătățiri pentru viitor. Cine știe ce se va întâmpla?

Studiul a fost publicat în Scrisori de revizuire fizică.