CERN detektoriai aptiko stipriausią iki šiol užuominą apie retą dvigubo Higso bozono gamybą

CERN fizikai atidžiau nei bet kada anksčiau pažvelgė į vieną rečiausių procesų dalelių fizikoje: Higso bozonų porų gamybą. Nauji ATLAS ir CMS bendradarbiavimo rezultatai, pristatyti Tarptautinėje aukštųjų energijų fizikos konferencijoje (ICHEP) 2026, nustatė griežtesnius dvigubo Higso bozono gamybos apribojimus ir pateikė intriguojančią užuominą, kad šis procesas jau gali būti matomas duomenyse.

2,6 sigma užuomina

ATLAS eksperimentas pranešė, kad išmatuotas dvigubo Higso bozono gamybos greitis yra 2,6 ± 1,4 karto didesnis už Standartinio modelio prognozę, o tai atitinka 2,6 standartinio nuokrypio viršijimą virš fono prognozės. Nors tai toli gražu nėra penkių sigma riba, reikalinga atradimui patvirtinti, šis rezultatas yra stipriausia iki šiol gauta individuali užuomina apie dvigubo Higso bozono gamybą iš vieno skilimo kanalo. CMS, atlikdami lygiagrečią analizę, atmetė dvigubo Higso bozono gamybos greitį, viršijantį keturis kartus Standartinio modelio prognozę, ir apribojo Higso savisąveikos parametrą nuo −2,5 iki 9,4 su 95 procentų patikimumu.home+2

Abi komandos susitelkė į skilimo kanalą, kuriame vienas Higso bozonas skyla į dugninio kvarko ir antidugninio kvarko porą, o kitas į tau leptono ir antileptono porą – tai vienas jautriausių metodų šiai paieškai. Analizėse buvo sujungti LHC 2 ir 3 bėgimų duomenys, iš viso apie 196 atvirkštinių femtobarnų susidūrimų duomenų, ir pritaikyti nauji mašininio mokymosi metodai signalui nuo fono atskirti.atlas+2

Kodėl tai svarbu

Dvigubo Higso bozono gamybos stebėjimas suteiktų tiesioginę prieigą prie Higso bozono savisąveikos – parametro, valdančio, kaip Higso laukas sąveikauja su savimi. Ši savisąveika lemia Higso potencialo formą, kuri savo ruožtu pagrindžia mechanizmą, suteikiantį dalelėms masę, ir turi įtakos tam, ar mūsų visatos vakuumas yra galutinai stabilus. Matavimas, nukrypstantis nuo Standartinio modelio prognozės, galėtų nurodyti naują fiziką.home

Kelias į priekį

Anksčiau šiais metais ATLAS ir CMS paskelbė pirmąjį savo 2 bėgimo dvigubo Higso bozono paieškų sujungimą, išmatavę bendrą signalo stiprumą 0,8 santykiu su Standartinio modelio prognoze, o bendras reikšmingumas siekė 1,1 standartinio nuokrypio. Nauji individualūs rezultatai, naudojant 3 bėgimo duomenis, jau viršija tą bendrą jautrumą viename kanale.arxiv

LHC dabar pradėjo 3 ilgąją prastovą prieš transformaciją į High-Luminosity LHC, kurio operacijos turėtų prasidėti 2030 metais. Šis atnaujinimas suteiks maždaug šešis kartus daugiau duomenų nei buvo surinkta iki šiol, sukuriant apie 380 milijonų Higso bozonų ATLAS ir CMS eksperimentuose – pakankamai, tikisi fizikai, kad pagaliau būtų galima stebėti di-Higso įvykius ir nustatyti savisąveiką. Kaip pažymėjo CMS tyrimų fizikas Filipas Moortgatas: HL-LHC matavimas "galėtų patvirtinti mūsų dabartines visatos evoliucijos teorijas arba, dar įdomiau, nurodyti naujo tipo fiziką, viršijančią tai, ką šiuo metu suprantame".gizmodo