Odkrit je prvi dokaz o razpadu redkega Higgsovega bozona

Razburljiv preboj v velikem hadronskem trkalniku (LHC) je znanstvenikom omogočil neverjetno odkritje, ki bi lahko temeljito spremenilo naše razumevanje fizike delcev. Skupini ATLAS in CMS, ki sta neutrudno delali od monumentalnega odkritja Higgsovega bozona leta 2012, sta združili moči, da bi našli prvi mamljiv dokaz izjemnega pojava: razpad Higgsovega bozona v Z bozon in foton.

Higgsov bozon, pogosto imenovan "božji delec", je temeljni delec, ki drugim delcem daje maso. Razumevanje njegovih lastnosti in različnih načinov, kako razpade na druge delce, je ključnega pomena za razkritje skrivnosti vesolja. Nedavno opazovani razpad Higgsovega bozona lahko zagotovi posreden dokaz za obstoj delcev, ki niso predvideni v standardnem modelu fizike delcev. Ta model opisuje osnovne delce in njihove interakcije.

V skladu s standardnim modelom, če ima Higgsov bozon maso približno 125 milijard elektronvoltov, približno 0,15 % Higgsovih bozonov razpade na Z bozon in foton. Vendar pa razširitve standardnega modela ponujajo alternativne stopnje upadanja. Zato je natančno merjenje stopnje razpadanja zakladnica znanja, ki osvetljuje fiziko onkraj standardnega modela in pravo naravo skrivnostnega Higgsovega bozona.

Preden so naredili to revolucionarno odkritje, sta ekipi ATLAS in CMS neodvisno preučili podatke, zbrane iz trkov med protoni v HAC. Previdno so prečesali dogodke trkov in iskali znake razpada Higgsovega bozona v Z-bozon in foton. Njihove strategije so vključevale identifikacijo bozona Z z njegovim razpadom na pare elektronov ali mionov (težji bratranci elektronov), kar se zgodi približno 6,6% časa.

Ključ do uspeha so znanstveniki prepoznali kot značilno lastnost – ozek vrh na gladkem ozadju – v porazdelitvi skupne mase produktov razpada. Da bi povečali občutljivost, so ekipe razvrstile dogodke na podlagi značilnosti proizvodnih procesov Higgsovega bozona. Za razlikovanje resničnih signalov od hrupa v ozadju so uporabili napredne tehnike strojnega učenja.

To sodelovanje je močno povečalo statistično natančnost in pokritost njihovega iskanja, kar je vodilo do prvega prepričljivega dokaza o razpadu Higgsovega bozona v Z bozon in foton.

Čeprav rezultat ne dosega splošno sprejete zahteve 5 standardnih odklonov za veljavno opazovanje, se ugotovitev ponaša s statistično pomembnostjo 3,4 standardnega odklona. Poleg tega je izmerjena hitrost signala presegla napoved standardnega modela za 1,9 standardne deviacije, kar je med fiziki povzročilo še večje navdušenje.

To revolucionarno odkritje nas približuje odkrivanju skrivnosti vesolja in izziva naše trenutno razumevanje fizike delcev. Tekoče raziskave v HAC obljubljajo še globlja odkritja, saj znanstveniki še naprej premikajo meje človeškega znanja s poglabljanjem v skrivnostno kraljestvo interakcij delcev. Ko se podajamo na to izjemno potovanje, se veselimo naslednjega poglavja v našem prizadevanju za razumevanje temeljnih gradnikov našega obstoja.

Preberite tudi:

• Fiziki so v laboratoriju simulirali črno luknjo, nato pa je začela sijati
• Raziskovalci so razvili robotsko čebelo, ki leti kot prava