Detektory v CERN zachytily nejsilnější náznak vzácné produkce dvojice Higgsových bosonů

Fyzici v CERNu se zatím nejblíže podívali na jeden z nejvzácnějších procesů v částicové fyzice: produkci párů Higgsových bosonů. Nové výsledky kolaborací ATLAS a CMS, prezentované na Mezinárodní konferenci o fyzice vysokých energií (ICHEP) 2026, stanovují přísnější omezení pro produkci dvou Higgsových bosonů a nabízejí lákavý náznak, že se tento proces již může v datech objevovat.

Náznak na úrovni 2,6 sigma

Experiment ATLAS uvedl, že naměřená míra produkce dvou Higgsových bosonů je 2,6 ± 1,4násobkem předpovědi Standardního modelu, což odpovídá přebytku 2,6 směrodatné odchylky nad očekávaným pozadím. I když je to daleko od hranice pěti sigma potřebné k ohlášení objevu, výsledek představuje dosud nejsilnější individuální náznak produkce dvou Higgsových bosonů z jednoho rozpadového kanálu. CMS v paralelní analýze vyloučil míru produkce dvou Higgsových bosonů vyšší než čtyřnásobek předpovědi Standardního modelu a omezil parametr vlastní vazby Higgsova bosonu na hodnoty mezi −2,5 a 9,4 s 95procentní jistotou.home+2

Obě kolaborace se zaměřily na rozpadový kanál, ve kterém se jeden Higgsovův boson rozpadá na pár kvark-antikvark typu bottom a druhý na pár tau lepton-antilepton, což je jeden z nejcitlivějších přístupů pro toto hledání. Analýzy kombinovaly data z LHC Run 2 a 3, celkem přibližně 196 inverzních femtobarnů srážkových dat, a nasadily nové techniky strojového učení k oddělení signálu od pozadí.atlas+2

Proč je to důležité

Pozorování produkce dvou Higgsových bosonů by poskytlo přímý přístup k vlastní vazbě Higgsova bosonu, parametru, který určuje, jak Higgsovo pole interaguje samo se sebou. Tato vlastní interakce určuje tvar Higgsova potenciálu, který zase podmiňuje mechanismus udělující částicím hmotnost a ovlivňuje otázku, zda je vakuum našeho vesmíru skutečně stabilní. Měření odchylující se od předpovědi Standardního modelu by mohlo ukazovat na novou fyziku.home

Cesta vpřed

Začátkem tohoto roku ATLAS a CMS publikovaly vůbec první kombinaci svých hledání dvou Higgsových bosonů z Run 2, přičemž naměřily celkovou sílu signálu 0,8 vzhledem k předpovědi Standardního modelu s kombinovanou významností 1,1 směrodatné odchylky. Nové individuální výsledky využívající data z Run 3 již tuto kombinovanou citlivost v jediném kanálu překonávají.arxiv

LHC nyní vstoupil do dlouhé odstávky (Long Shutdown 3) před svou transformací na High-Luminosity LHC, jehož provoz má začít v roce 2030. Tato modernizace přinese zhruba šestkrát více dat, než bylo dosud shromážděno, a vyprodukuje odhadem 380 milionů Higgsových bosonů v rámci ATLAS a CMS – dost na to, aby fyzici doufali, že konečně pozorují di-Higgs události a určí vlastní vazbu. Jak poznamenal Filip Moortgat, výzkumný fyzik z CMS: měření HL-LHC "by mohlo potvrdit naše současné teorie o vývoji vesmíru nebo, což je ještě vzrušující, ukázat na nový typ fyziky za hranicemi toho, co v současnosti chápeme".gizmodo