Nadir Higgs bozonunun bozunmasının ilk kanıtı keşfedildi

Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'ndaki (LHC) heyecan verici bir atılım, bilim insanlarının parçacık fiziği anlayışımızı temelden değiştirebilecek inanılmaz bir keşif yapmalarını sağladı. Higgs bozonunun 2012'deki anıtsal keşfinden bu yana yorulmadan çalışan ATLAS ve CMS işbirlikleri, olağanüstü bir fenomenin ilk heyecan verici kanıtını bulmak için güçlerini birleştirdi: Higgs bozonunun bir Z bozonuna ve bir fotona bozunması.

Genellikle "Tanrı parçacığı" olarak adlandırılan Higgs bozonu, diğer parçacıklara kütle veren temel parçacıktır. Özelliklerini ve diğer parçacıklara ayrıldığı çeşitli yolları anlamak, evrenin gizemlerini çözmek için çok önemlidir. Higgs bozonunun yakın zamanda gözlemlenen bozunması, parçacık fiziğinin Standart Modeli tarafından tahmin edilenlerden farklı parçacıkların varlığına dair dolaylı kanıtlar sağlayabilir. Bu model, temel parçacıkları ve bunların etkileşimlerini açıklar.

Standart Modele göre, bir Higgs bozonunun kütlesi yaklaşık 125 milyar elektron volt ise, Higgs bozonlarının yaklaşık %0,15'i bir Z bozonuna ve bir fotona bozunur. Bununla birlikte, Standart Modele yapılan uzantılar, alternatif bozulma oranları sunar. Bu nedenle, bozunma oranının kesin ölçümü, Standart Modelin ötesindeki fiziğe ve esrarengiz Higgs bozonunun gerçek doğasına ışık tutan bir bilgi hazinesidir.

Bu devrim niteliğindeki keşfi yapmadan önce ATLAS ve CMS ekipleri, HAC'de protondan protona çarpışmalardan toplanan verileri bağımsız olarak incelediler. Higgs bozonunun bir Z-bozonuna ve bir fotona bozunmasının işaretlerini arayarak, çarpışma olaylarını dikkatlice taradılar. Stratejileri, Z bozonunu, zamanın yaklaşık% 6,6'sında meydana gelen elektron çiftlerine veya müonlara (elektronların daha ağır kuzenleri) bozunması yoluyla tanımlamayı içeriyordu.

Başarının anahtarı, bilim adamları tarafından bozunma ürünlerinin toplam kütlesinin dağılımında karakteristik bir özellik - pürüzsüz bir arka plan üzerinde dar bir tepe noktası - olarak kabul edildi. Hassasiyeti artırmak için ekipler olayları Higgs bozonu üretim süreçlerinin özelliklerine göre sınıflandırdı. Gerçek sinyalleri arka plan gürültüsünden ayırt etmek için gelişmiş makine öğrenimi teknikleri kullandılar.

Bu işbirliği, araştırmalarının istatistiksel doğruluğunu ve kapsamını büyük ölçüde artırarak, Higgs bozonunun bir Z bozonu ve bir fotona bozunmasına ilişkin ilk ikna edici kanıta yol açtı.

Sonuç, geçerli bir gözlem için genel olarak kabul edilen 5 standart sapma gereksiniminin gerisinde kalsa da, bulgu 3,4 standart sapmalık istatistiksel anlamlılığa sahiptir. Ayrıca ölçülen sinyal hızı, Standart Model tahminini 1,9 standart sapma aşarak fizikçiler arasında daha da fazla heyecana neden oldu.

Bu devrim niteliğindeki keşif, bizi evrenin sırlarını çözmeye daha da yaklaştırıyor ve mevcut parçacık fiziği anlayışımıza meydan okuyor. HAC'ta devam eden araştırmalar, bilim adamları parçacık etkileşimlerinin gizemli dünyasına girerek insan bilgisinin sınırlarını zorlamaya devam ettikçe daha da derin keşifler vaat ediyor. Bu olağanüstü yolculuğa çıkarken, varoluşumuzun temel yapı taşlarını anlama arayışımızın bir sonraki bölümünü sabırsızlıkla bekliyoruz.

Ayrıca okuyun:

• Fizikçiler laboratuvarda bir kara deliği simüle ettiler ve sonra kara delik parlamaya başladı.
• Araştırmacılar, gerçek gibi uçan bir robot arı geliştirdiler.