Европейская организация ядерных исследований CERN обнародовала предварительные результаты, полученные на детекторе ATLAS. Они предоставляют доказательства того, что бозон Хиггса распадается на два тау-лептона.
Эти нестабильные элементарные частицы принадлежат к семье фермионов и являются составляющими компонентами материи. Таким образом, учёные CERN получили первое доказательство распада бозона Хиггса на фермионы.
Полученный результат оценивается на 4,1 сигма. Полная уверенность учёных в полученном результате обычно обозначается пятью сигма.
В июле 2012 года специалисты CERN объявили об открытии новой частицы, в которой узнали бозон Хиггса. Это открытие дополнило так называемую Стандартную модель — главную теорию физики элементарных частиц, достоверность которой до сих пор так и не удалось опровергнуть. Знания о продукте распада бозона Хиггса чрезвычайно важны как для сторонников Стандартной модели, так и для тех, кто ищет следы новой физики.
“Частица бога” существует лишь в течение короткого временного периода, после чего распадается на другие частицы. Различные варианты конечных состояний называются формами распада, определением которых и занимались учёные.
Стандартная модель подразумевает наличие нескольких групп или семей элементарных частиц. Если представить её в виде таблицы, то слева окажутся фермионы, составляющие материю, а справа — калибровочные бозоны — частицы-переносчики фундаментальных взаимодействий. До сих пор физики, работающие над проектом ATLAS, находили доказательства того, что бозон Хиггса распадается на калибровочные бозоны, но оказалось, что это не так.
Первая теория, объясняющая то, как калибровочные бозоны приобретают ненулевую массу, называлась механизом Браута-Энглера-Хиггса. Но стандартная модель утверждает, что фермионы приобретают массу таким же образом, а значит, шансы, что продуктом распада бозона Хиггса окажутся фермионы или бозоны, были абсолютно равны.
Результаты эксперимента ATLAS доказали, что бозон Хиггса действительно распадается на фермионы со скоростью, предсказанной Стандартной моделью. Это важное открытие стало возможным благодаря тщательному анализу данных, полученный во время первого запуска Большого адронного коллайдера.
Благодаря новым данным физики смогут определить, существуют ли другие жизнеспособные физические модели. Во время следующего запуска БАК, который начнётся в 2015 году, столкновения протонов будут осуществляться при более высоких энергиях. В течение последующих нескольких лет станет понятнее, как можно дополнить Стандартную модель или на что её заменить.
