Физики с Тэватрона уточнили массу бозона Хиггса

Физики, анализирующие данные, полученные на американском коллайдере Тэватрон, представили новые данные, уточняющие массу бозона Хиггса - частицы, "ответственной" за наличие массы у других элементарных частиц. Новые данные пока не опубликованы в рецензируемом научном журнале. Коротко о работе пишет портал Physics World.

Существование бозона Хиггса было предсказано в рамках Стандартной модели - наиболее общепринятой на сегодня теории, объясняющей природу фундаментальных физических взаимодействий, однако экспериментально она пока не найдена. Физики ищут хиггсовский бозон, анализируя последствия столкновений элементарных частиц в коллайдерах. В таких столкновениях рождаются новые частицы, которые затем каскадно распадаются также с рождением частиц. Одна из частиц, которая, согласно теоретическим расчетам, может рождаться (и сразу распадаться) в подобных столкновениях - это бозон Хиггса. В зависимости от того, какова масса этой частицы, будут отличаться и каскады ее распада.

К настоящему моменту физики смогли уточнить вероятные значения массы бозона Хиггса и продолжают постепенно сужать возможный диапазон. Анализ новых данных, полученных на детекторах Тэватрона CDF и D0, в совокупности с более ранними результатами позволил ученым исключить интервал масс от 156 до 183 гигаэлектронвольт. Масса хиггсовского бозона не лежит в большей части этого диапазона с вероятностью 95 процентов, но некоторые участки пока исключаются с вероятностью 90 процентов. В июле 2010 года физики с Тэватрона смогли исключить более узкий интервал возможных значений массы бозона Хиггса - от 158 до 175 гигаэлектронвольт. Если сопоставить все эти данные, то наиболее вероятные интервалы, в которые попадает масса бозона, лежат в пределах от 183 до 185 гигаэлектронвольт и от 114 до 156 гигаэлектронвольт.

Большие значения массы хиггсовского бозона означают, что он, с высокой вероятностью, будет распадаться на пары Z- или W-бозонов, и эти события будет достаточно легко зарегистрировать в Большом адронном коллайдере - гигантском ускорителе, который расположен на границе Швейцарии и Франции (одно подобное событие было зарегистрировано в 2010 году). Если же масса бозона Хиггса попадает в нижний диапазон, то при распаде этой частицы, скорее всего, будут образовываться b-кварки, которые трудно "засечь" в БАК на фоне остальных событий.

Недавно специалисты, анализирующие данные, которые были собраны на БАК, представили первые результаты, определяющие массу бозона Хиггса. Согласно выводам специалистов, масса этой частицы не должна располагаться в пределах от 144 до 207 гигаэлектронвольт. С учетом интервалов, полученных учеными с Тэватрона, возможная масса бозона попадает в "окно", которое предсказывают более экзотические разновидности Стандартной модели.

В воскресенье, 13 марта, на БАК прошли первые в 2011 году столкновения протонов. Во вторник их энергия была доведена до 7 тераэлектронвольт.