Η ATLAS βρίσκει στοιχεία για σπάνια διάσπαση μποζονίου Higgs

Οι φυσικοί του ATLAS έψαξαν ολόκληρο το σύνολο δεδομένων Large Hadron Collider Run 2 για

συγκρούσεις με ένα φωτόνιο, καθώς και με δύολεπτόνια, των οποίων η συνολική μάζα ήταν μικρότερη από 30 GeV. Σε αυτήν την περιοχή, οι διασπάσεις με εικονικά φωτόνια θα πρέπει να κυριαρχούν έναντι άλλων διεργασιών που παράγουν την ίδια τελική κατάσταση. Το ATLAS μέτρησε την ταχύτητα σήματος μποζονίου Higgs σε αυτό το κανάλι διάσπασης, η οποία είναι 1,5 ± 0,5 φορές την προσδοκία από το Καθιερωμένο Μοντέλο. Η πιθανότητα ότι το παρατηρούμενο σήμα προκλήθηκε από διακυμάνσεις στο φόντο είναι μικρότερη από 1 στις 1000.

Λαμβάνοντας υπόψη ότι από το επερχόμενο πρόγραμμα στο LHC μεΜε υψηλή φωτεινότητα, αναμένεται μεγάλη ποσότητα δεδομένων, η μελέτη σπάνιων Higgs boson αποσύνθεσης θα γίνει ο νέος κανόνας. Αυτό θα επιτρέψει στους φυσικούς να μετακινηθούν από την παρουσίαση αποδεικτικών στοιχείων για την ύπαρξή τους στην επιβεβαίωση των παρατηρήσεών τους και τη διεξαγωγή λεπτομερών μελετών για τις ιδιότητες του μποζονίου Higgs, οι οποίες θα οδηγήσουν σε ακόμη πιο αυστηρές δοκιμές του Πρότυπου Μοντέλου.

Παρατήρηση της αποσύνθεσης του μποζονίου Higgs σε ένα φωτόνιο καιΈνα ζεύγος λεπτονών θα επιτρέψει στους φυσικούς να μελετήσουν τη συμμετρία ισοτιμίας φόρτισης ή την ισοτιμία C (CP). Συνδυασμένη ισοτιμία, η CP-συμμετρία είναι το προϊόν δύο συμμετριών: C - σύζευξη φορτίου, η οποία μετατρέπει ένα σωματίδιο σε αντισωματίδιο του και P - ισοτιμία, που δημιουργεί μια καθρεπτική εικόνα του φυσικού συστήματος. Η ισχυρή αλληλεπίδραση και η ηλεκτρομαγνητική αλληλεπίδραση είναι αναλλοίωτες υπό τη συνδυασμένη λειτουργία μετασχηματισμού CP, αλλά αυτή η συμμετρία είναι ελαφρώς σπασμένη κατά τη διάρκεια ορισμένων τύπων ασθενής αποσύνθεσης. Ιστορικά, η συμμετρία CP προτάθηκε από τον Lev Landau για την αποκατάσταση της τάξης μετά την ανακάλυψη της παραβίασης της ισοτιμίας στη δεκαετία του 1950. Ωστόσο, το 1964, οι James Cronin και Val Fitch έδειξαν ότι η συμμετρία CP μπορεί επίσης να σπάσει.

Όταν οι φυσικοί μελετούν τα σωματίδια kaonΠαρατήρησαν —προς έκπληξή τους— ότι στον κόσμο της σωματιδιακής φυσικής τα πράγματα είναι διαφορετικά. Από τότε, οι επιστήμονες έμαθαν ότι το σπάσιμο της συμμετρίας CP είναι χαρακτηριστικό γνώρισμα της ηλεκτροασθενούς δύναμης και την έχουν συμπεριλάβει στο Καθιερωμένο Μοντέλο.

Αλλά με την αποσύνθεση του μποζονίου Higgs σε τρία σωματίδια, δύοεκ των οποίων χρεώνονται, οι φυσικοί θα μπορούν να ελέγχουν εάν οι αποσυνθέσεις είναι προς μια προτιμώμενη κατεύθυνση, γεγονός που θα επιτρέψει στους ερευνητές να βελτιώσουν την κατανόησή τους για τις αιτίες της παραβίασης της CP και, ενδεχομένως, ακόμη και να οδηγήσουν σε ενδείξεις για νέους φυσικούς πέρα ​​από το Πρότυπο Μοντέλο.

Διαβάστε περισσότερα

Κοιτάξτε μια εικόνα 8 τρισεκατομμύρια pixel του Άρη

Ένας πυρηνικός κινητήρας πυραύλων κατασκευάζεται για πτήσεις προς τον Άρη. Πώς είναι επικίνδυνο;

Άμβλωση και επιστήμη: τι θα συμβεί στα παιδιά που θα γεννήσουν

Ένα ηλεκτρονικό βολτ είναι μια μονάδα ενέργειας εκτός συστήματος που χρησιμοποιείται στην ατομική και πυρηνική φυσική, στη στοιχειώδη φυσική σωματιδίων και σε στενά συνδεδεμένους και συναφείς τομείς της επιστήμης.

Το πρότυπο μοντέλο είναι μια θεωρητική κατασκευή στοφυσική των στοιχειωδών σωματιδίων, η οποία περιγράφει τις ηλεκτρομαγνητικές, αδύναμες και ισχυρές αλληλεπιδράσεις όλων των στοιχειωδών σωματιδίων. Η σύγχρονη διατύπωση ολοκληρώθηκε στα μέσα της δεκαετίας του '70 μετά την πειραματική επιβεβαίωση της ύπαρξης των κουάρκ.

Η διακύμανση είναι οποιαδήποτε τυχαία απόκλιση οποιασδήποτε τιμής.

Ισοτιμία χρέωσης (Με-parity) είναι ένας από τους κβαντικούς αριθμούς ενός πραγματικά ουδέτερου σωματιδίου (ή άλλου κβαντομηχανικού συστήματος), το οποίο καθορίζει τη συμπεριφορά του φορέα κατάστασης υπό σύζευξη φορτίου.

Higgs boson - στοιχειώδες σωματίδιο, κβαντικό πεδίουHiggs, το οποίο ανακύπτει απαραίτητα στο πρότυπο μοντέλο της φυσικής των σωματιδίων λόγω του μηχανισμού Higgs της αυθόρμητης διακοπής της συμμετρίας της ηλεκτροπληξίας.