ATLAS hittar bevis på sällsynt Higgs bosonförfall

ATLAS-fysiker sökte efter hela datauppsättningen Large Hadron Collider Run 2

kollisioner med en foton, såväl som med tvåleptoner, vars totala massa var mindre än 30 GeV. I denna region bör sönderfall med virtuella fotoner dominera över andra processer som producerar samma slutliga tillstånd. ATLAS mätte Higgs bosonsignalhastighet i denna avklingningskanal, vilket är 1,5 ± 0,5 gånger förväntningarna från standardmodellen. Sannolikheten att den observerade signalen orsakades av bakgrundsfluktuationer är mindre än 1 på 1000.

Med tanke på det från det kommande programmet på LHC medMed hög ljusstyrka förväntas en stor mängd data, studien av sällsynta Higgs bosonförfall kommer att bli den nya normen. Detta gör det möjligt för fysiker att gå från att presentera bevis för sin existens till att bekräfta sina observationer och genomföra detaljerade studier av egenskaperna hos Higgs-bosonen, vilket kommer att leda till ännu strängare tester av standardmodellen.

Observation av förfallet av Higgs boson i en foton ochett leptonpar gör det möjligt för fysiker att studera laddningsparitetssymmetri eller C-paritet (CP). Kombinerad paritet, CP-symmetri är produkten av två symmetrier: C - laddningskonjugation, som förvandlar en partikel till dess antipartikel, och P - paritet, som skapar en spegelbild av det fysiska systemet. Den starka interaktionen och den elektromagnetiska interaktionen är oförändrade under den kombinerade CP-transformationsoperationen, men denna symmetri bryts något under vissa typer av svagt förfall. Historiskt föreslogs CP-symmetri av Lev Landau för att återställa ordningen efter upptäckten av paritetsbrott på 1950-talet. Men 1964 visade James Cronin och Val Fitch att CP-symmetri också kan brytas.

När fysiker studerar kaon-partiklarVi märkte – till vår förvåning – att saker och ting är annorlunda i partikelfysikens värld. Sedan dess har forskare lärt sig att CP-symmetribrott är ett kännetecken för den elektrosvaga kraften och har inkluderat det i standardmodellen.

Men med förfallet av Higgs-bosonen i tre partiklar, tvåvarav laddas kommer fysiker att kunna kontrollera om förfallet är i en föredragen riktning, vilket gör det möjligt för forskare att förbättra sin förståelse för orsakerna till CP-överträdelse och eventuellt till och med leda till ledtrådar för nya fysiker bortom standardmodellen.

Läs mer

Titta på en bild på 8 biljoner pixlar av Mars

En kärnkraftsmotor byggs för flygningar till Mars. Hur är det farligt?

Abort och vetenskap: vad kommer att hända med barnen som kommer att föda

En elektronvolt är en off-systemenhet av energi som används i atom- och kärnfysik, i elementärpartikelfysik och i närbesläktade och relaterade vetenskapsområden.

Standardmodellen är en teoretisk konstruktion ifysik hos elementära partiklar, som beskriver de elektromagnetiska, svaga och starka interaktionerna mellan alla elementära partiklar. Den moderna formuleringen slutfördes i mitten av 70-talet efter den experimentella bekräftelsen av förekomsten av kvarker.

Fluktuation är vilken slumpmässig avvikelse som helst av något värde.

Avgiftsparitet (C-paritet) är ett av kvantnummer för en verkligt neutral partikel (eller annat kvantmekaniskt system) som bestämmer beteendet hos dess tillståndsvektor under laddningskonjugering.

Higgs boson - elementär partikel, fältkvantumHiggs, som nödvändigtvis uppstår i standardmodellen för partikelfysik på grund av Higgs-mekanismen för spontan brytning av elektrosvag symmetri.