ATLAS trova prove di un raro decadimento del bosone di Higgs

I fisici di ATLAS hanno cercato l'intero set di dati del Large Hadron Collider Run 2

collisioni con un fotone, così come con dueleptoni, la cui massa totale era inferiore a 30 GeV. In questa regione, i decadimenti con fotoni virtuali dovrebbero dominare sugli altri processi che producono lo stesso stato finale. ATLAS ha misurato la velocità del segnale del bosone di Higgs in questo canale di decadimento, che è 1,5 ± 0,5 volte l'aspettativa del Modello Standard. La probabilità che il segnale osservato sia causato da fluttuazioni di fondo è inferiore a 1 su 1000.

Considerando che dal prossimo programma all'LHC conCon un'elevata luminosità, è prevista una grande quantità di dati, lo studio dei rari decadimenti del bosone di Higgs diventerà la nuova norma. Ciò consentirà ai fisici di passare dalla presentazione delle prove della loro esistenza alla conferma delle loro osservazioni e alla conduzione di studi dettagliati delle proprietà del bosone di Higgs, che porteranno a test ancora più rigorosi del Modello Standard.

Osservazione del decadimento del bosone di Higgs in un fotone euna coppia di leptoni consentirà ai fisici di studiare la simmetria di parità di carica o C-parità (CP). Parità combinata, la simmetria CP è il prodotto di due simmetrie: C - coniugazione di carica, che trasforma una particella nella sua antiparticella, e P - parità, che crea un'immagine speculare del sistema fisico. L'interazione forte e l'interazione elettromagnetica sono invarianti sotto l'operazione di trasformazione CP combinata, ma questa simmetria è leggermente interrotta durante alcuni tipi di decadimento debole. Storicamente, la simmetria CP è stata proposta da Lev Landau per ripristinare l'ordine dopo la scoperta della violazione della parità negli anni '50. Tuttavia, nel 1964, James Cronin e Val Fitch hanno dimostrato che anche la simmetria CP può essere rotta.

Quando i fisici studiano le particelle kaonicheHanno notato, con loro sorpresa, che nel mondo della fisica delle particelle le cose sono diverse. Da allora, gli scienziati hanno appreso che la rottura della simmetria CP è un segno distintivo della forza elettrodebole e l’hanno inclusa nel Modello Standard.

Ma con il decadimento del bosone di Higgs in tre particelle, duedi cui sono addebitati, i fisici saranno in grado di verificare se i decadimenti sono nella direzione preferita, il che consentirà ai ricercatori di migliorare la loro comprensione delle cause della violazione di CP e, possibilmente, anche portare a indizi per nuovi fisici oltre il Modello Standard.

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Il Modello Standard è una costruzione teorica infisica delle particelle elementari, che descrive le interazioni elettromagnetiche, deboli e forti di tutte le particelle elementari. La moderna formulazione è stata completata a metà degli anni '70 dopo la conferma sperimentale dell'esistenza dei quark.

La fluttuazione è una deviazione casuale di qualsiasi valore.

Parità di addebito (C-parità) è uno dei numeri quantici di una particella veramente neutra (o altro sistema meccanico quantistico) che determina il comportamento del suo vettore di stato durante la coniugazione di carica.

Bosone di Higgs - particella elementare, quanto di campoHiggs, che nasce necessariamente nel modello standard della fisica delle particelle a causa del meccanismo di Higgs di rottura spontanea della simmetria elettrodebole.