 дозволив вченим зробити неймовірне відкриття про бозон Гіґґса.){kind=link}
Et spennende gjennombrudd ved Large Hadron Collider (LHC) har gjort det mulig for forskere å gjøre en utrolig oppdagelse som fundamentalt kan endre vår forståelse av partikkelfysikk. ATLAS- og CMS-samarbeidene, som har fungert utrettelig siden den monumentale oppdagelsen av Higgs-bosonet i 2012, har slått seg sammen for å finne det første fristende beviset på et ekstraordinært fenomen: forfallet av Higgs-bosonet til et Z-boson og et foton.
Higgs-bosonet, ofte kalt «Gud-partikkelen», er den grunnleggende partikkelen som gir andre partikler masse. Å forstå egenskapene og de ulike måtene den brytes opp i andre partikler er avgjørende for å avdekke universets mysterier. Det nylig observerte forfallet av Higgs-bosonet kan gi indirekte bevis for eksistensen av andre partikler enn de som er forutsagt av standardmodellen for partikkelfysikk. Denne modellen beskriver fundamentale partikler og deres interaksjoner.
I følge standardmodellen, hvis et Higgs-boson har en masse på rundt 125 milliarder elektronvolt, forfaller omtrent 0,15 % av Higgs-bosonene til et Z-boson og et foton. Utvidelser til standardmodellen tilbyr imidlertid alternative forfallshastigheter. Derfor er den nøyaktige målingen av forfallshastigheten en skattekiste av kunnskap, som kaster lys over fysikk utover Standardmodellen og den sanne naturen til den gåtefulle Higgs-bosonen.
Før de gjorde denne revolusjonerende oppdagelsen, undersøkte ATLAS- og CMS-teamene uavhengig data samlet inn fra proton-til-proton-kollisjoner ved HAC. De finkjemmet kollisjonshendelsene nøye, og lette etter tegn på forfallet av Higgs-bosonet til et Z-boson og et foton. Strategiene deres innebar å identifisere Z-bosonet gjennom dets forfall til par av elektroner eller myoner (tyngre søskenbarn av elektroner), som forekommer omtrent 6,6% av tiden.
Nøkkelen til suksess ble anerkjent av forskere som et karakteristisk trekk - en smal topp på en jevn bakgrunn - i fordelingen av den totale massen av forfallsprodukter. For å øke følsomheten klassifiserte teamene hendelser basert på egenskapene til Higgs bosonproduksjonsprosesser. De brukte avanserte maskinlæringsteknikker for å skille ekte signaler fra bakgrunnsstøy.
Dette samarbeidet økte den statistiske nøyaktigheten og dekningen av søket deres, noe som førte til det første overbevisende beviset for forfallet av Higgs-bosonet til et Z-boson og et foton.
Selv om resultatet faller under det generelt aksepterte kravet om 5 standardavvik for en gyldig observasjon, har funnet en statistisk signifikans på 3,4 standardavvik. I tillegg overskred den målte signalhastigheten standardmodellens prediksjon med 1,9 standardavvik, noe som forårsaket enda mer spenning blant fysikere.
Denne revolusjonerende oppdagelsen bringer oss nærmere å låse opp universets hemmeligheter, og utfordrer vår nåværende forståelse av partikkelfysikk. Pågående forskning ved HAC lover enda dypere oppdagelser ettersom forskere fortsetter å skyve grensene for menneskelig kunnskap ved å dykke ned i det mystiske riket av partikkelinteraksjoner. Når vi legger ut på denne ekstraordinære reisen, ser vi frem til neste kapittel i vår søken etter å forstå de grunnleggende byggesteinene i vår eksistens.
Les også: