Материал портала ядерных знаний BelNET
статья/документ по запросу ресурса "1524"
2021-12-10 Коллаборация CMS сообщает о полученном недавно на основе обработки экспериментальных данных значении времени жизни бозона Хиггса, которое имеет достаточно малую погрешность.
Бозон Хиггса не задерживается надолго. Созданная в результате столкновения частиц, знаменитая частица живет всего лишь менее одной триллионной миллиардной доли секунды или, точнее, 1,6 x 10-22 секунды. В соответствии с теорией, эксперименты могли только установить границы значения времени жизни частицы или определить это свойство с большой погрешностью. До настоящего времени. В новом исследовании коллаборация CMS сообщает о значении времени жизни частицы, которое имеет достаточно небольшую неопределенность, чтобы подтвердить, что бозон Хиггса действительно имеет такое короткое время жизни. Измерение времени жизни бозона Хиггса занимает одно из первых мест в списке желаний физиков, занимающихся частицами, потому что экспериментальное значение времени жизни позволило бы не только лучше понять природу частицы, но и выяснить, соответствует ли это значение значению, предсказанному Стандартной моделью физики элементарных частиц. Отклонение от предсказания может указывать на новые частицы или Но измерить время жизни бозона Хиггса непросто. Во-первых, прогнозируемый срок службы слишком мал, чтобы его можно было измерить напрямую. Возможное решение влечет за собой измерение связанного свойства, называемого шириной массы, которая обратно пропорциональна времени жизни и представляет собой небольшой диапазон возможных масс вокруг номинальной массы частицы 125 ГэВ. Но это тоже непросто, поскольку предсказанная массовая ширина бозона Хиггса слишком мала, чтобы ее можно было легко измерить экспериментально. Тогда на помощь приходит квантовая физика. Короткоживущие частицы, такие как бозон Хиггса, могут производиться не только с массой, равной или близкой к номинальной, но и с массой намного большей, чем номинальное значение, хотя шансы на то, что это произойдет, ниже. Этот эффект а также, фактически, массовая ширина частицы является проявлением квантовой причуды, известной как принцип неопределенности Гейзенберга, и сравнения скорости образования этих бозонов Хиггса с большой массой или «вне оболочки». с номинальной или близкой к номинальной, или «на оболочке», бозоны Хиггса могут быть использованы для определения ширины массы бозона Хиггса и, следовательно, его времени жизни. Это метод был использован командой CMS в своем новом исследовании. Исследователи проанализировали данные, собранные экспериментом CMS во время второго запуска Большого адронного коллайдера (LHC), в частности, данные о преобразовании бозонов Хиггса в два Z-бозона, которые сами трансформируются в четыре заряженных лептона или два заряженных лептона плюс два нейтрино. В результате получено первое в истории свидетельство рождения бозонов Хиггса вне оболочки (см. рисунок). Из этого результата, который имеет только 1 шанс из 1000 быть статистической случайностью, команда CMS получила время жизни бозона Хиггса 2,1 x 10-22 секунды с верхней/нижней неопределенностью (+ 2,3 / -0,9) x 10-22 секунды. Это значение хорошо согласуется с предсказанием Стандартной модели и подтверждает, что частица действительно имеет крошечный срок жизни. Ожидается, что в ближайшие годы точность измерения улучшится с появлением данных из следующих прогонов LHC и новых идей анализа. Подробности см. здесь Загрузить:
|
Вход, регистрация
