Tanrı parçacıkları da çürüyecek! Son keşif: Higgs bozonu muon çiftlerine dönüşecek
Tanrı parçacığı Higgs bozonu bizi şaşırtabilir mi? 2012'de keşfedilmesinden bu yana, CERN ATLAS ve CMS, parçacık fiziğinin bu en yeni ve en gizemli Standart Modelinin ek özelliklerini aktif olarak inceliyor. Standart Modelde Brun-Engeler-Higgs, Higgs bozonunun madde parçacıklarıyla (fermiyonlar olarak adlandırılan kuarklar ve leptonlar) etkileşime gireceğini ve gücünün parçacığın kütlesiyle orantılı olduğunu tahmin ediyor. Higgs bozonunun kuvvet taşıyıcı parçacıklarla (W ve Z bozonları) etkileşime gireceği ve yoğunluğunun parçacık kütlesinin karesi ile orantılı olduğu tahmin edilmektedir.Bu nedenle Higgs bozonunun bozunma ve oluşum hızı ölçülerek.
ATLAS fizikçileri standart model üzerinde temel testleri gerçekleştirebilirler.Avrupa Fiziksel Topluluğu'nun Belçika'nın Gent kentinde düzenlenen Yüksek Enerji Fiziği Konferansı'nda (EPS-HEP), ATLAS işbirliği, Higgs bozonunu aramak için yeni bir ön sonuç yayınladı. Bir çift müon ve anti-komona (H ) bozunur.
Yeni, daha hassas sonuçlar, tam olarak yürütülen 2 veri setini kullandı ve Higgs bozonu olayının analizi, önceki ATLAS sonuçlarının neredeyse iki katıydı (2018'deki ICHEP toplantısı için yayınlandı). ATLAS ve CMS arasındaki işbirliği, Higgs bozonunun üçüncü nesil fermiyonlara ait mezonların daha ağır kuzeni olan tau leptonlarına dönüştüğünü gözlemledi.
Mezonlar tau leptonlardan çok daha hafif olduklarından, Higgs bozonunun bir mezon çiftine dönüşme olasılığının bir lepton çiftinden yaklaşık 300 kat daha düşük olması beklenir. Bu kıtlığa rağmen, H bozunması, Higgs bozonu ile Büyük Hadron Çarpıştırıcısındaki ikinci nesil fermiyonlar arasındaki etkileşimi ölçmek için en iyi fırsatı sunarak farklı fermiyon nesillerinin kaliteli kökenini sağlar. Yeni bilgiler. Deneyler, ATLAS'ın müon çiftlerini iyi tanımlayıp yeniden oluşturabildiğini gösteriyor. ATLAS dahili dedektörü ve mezon spektrometresinin ölçüm sonuçlarını birleştirerek, fizikçiler mezon momentumunun daha iyi bir çözünürlüğünü elde edebilirler. Bununla birlikte, mezonlar tarafından üretilen zengin "Drell-Yan sürecini" de açıklamaları gerekir.
Bu süreçte, sanal bir Z bozonu veya bir fotonun değişimi yoluyla bir mezon çifti üretilir. H sinyalini bu arka plandan ayırt etmeye yardımcı olmak için ATLAS ekibi, her olayın farklı üretim ve zayıflatma özelliklerini kullanarak çok değişkenli bir ayırt edici (artırıcı karar ağacı) kullandı. Örneğin, H sinyal olayı daha merkezi bir müon çifti sistemi ile karakterize edilir ve çarpışan protona çapraz düzlemde daha büyük momentuma sahiptir. Araştırmanın hassasiyetini daha da iyileştirmek için, fizikçiler potansiyel H olaylarını, her biri farklı bir beklenen sinyal-arka plan oranına sahip birden çok kategoriye ayırır. Her kategoriyi ayrı ayrı inceleyin ve seçilen olay mezon çiftlerinin kütle dağılımını inceleyin.
Ardından, sinyal ve arka plan işleminin farklı şekillerini kullanarak, kütle spektrumuna uyarak sinyal ve arka plan bolluğu aynı anda belirlenebilir. Yeni ATLAS sonuçlarında, 125 GeV enerjili Higgs bozonunun kütlesi etrafındaki sinyal bölgesinde, ölçüm arka planının üzerinde hiçbir belirgin ek olay gözlenmedi. Gözlemlenen sinyal önemi 0,8 standart sapmadır ve standart modelden beklenen sapma 1,5 standart sapmadır. Higgs bozonunun enine kesiti, dal fraksiyonu ile mezonun üst sınırına çarpılır; bu, standart model tarafından öngörülen% 95 seviyesinin 1,7 katıdır. Önceki ATLAS sonuçlarıyla karşılaştırıldığında, bu yeni sonuç yaklaşık% 50'lik bir iyileşmeyi temsil ediyor.
