Сигнал бозона Хиггса стал ещё более заметным

Коллаборации ATLAS и CMS, занятые обработкой данных по протон-протонным столкновениям на Большом адронном коллайдере, опубликовали обновлённые результаты поисков бозона Хиггса.

 

Напомним, что об открытии частицы, которая претендует на роль хиггсовской, физики сообщили в начале июля. Пытаясь обнаружить следы нового бозона, они рассматривали пять прогнозируемых теорией каналов его распада: распады на пару фотонов γ, W- или Z-бозонов, тау-лептонов τ или пару «b-кварк - b-антикварк». Поскольку эти продукты распада могут рождаться и в каких-то фоновых процессах, учёным приходилось набирать обширную статистику и строить распределения числа зарегистрированных событий по массе. Доминировали в распределениях фоновые события, но среди всех пар гамма-гвантов (или Z-бозонов, тау-лептонов и так далее) встречались и те, источником которых была искомая частица. Такие пары давали массы, близкие к одному значению, и на графиках появлялся небольшой пик - сигнал.

 

Суммирование результатов, полученных в разных каналах, позволило набрать локальную статистическую значимость (5,0 стандартного отклонения у ATLAS и 4,9 - у CMS), достаточную для объявления об открытии и гарантирующую, что вероятность случайной флуктуации фона, которая имитировала бы настолько сильные сигналы, не превышает 10-6. По данным CMS, масса найденного бозона составляла 125,3 ± 0,6 ГэВ, а коллаборация ATLAS давала чуть более высокую оценку - ≈126,5 ГэВ.

 

За прошедший месяц учёные успели подготовить полноценные статьи, которые планируется опубликовать в журнале Physics Letters B. Уточнив данные, коллаборация CMS зафиксировала массу бозона на уровне 125,3 ± 0,4 (стат.) ± 0,5 (сист.) ГэВ. В отличие от своих коллег, сотрудники ATLAS изменили июльскую оценку, снизив её до 126,0 ± 0,4 (стат.) ± 0,4 (сист.) ГэВ. Обновлённые значения, как видим, чуть лучше согласуются друг с другом.

 

Участники ATLAS также серьёзно увеличили локальную статистическую значимость сигнала, которая теперь составляет уже 5,9σ. Её значительный рост объясняется тем, что физики обработали данные по распадам на пару W-бозонов, накопленные за 2012 год.

 

С появлением дополнительного объёма информации несколько изменилось и соотношение экспериментального и теоретического сечений рождения бозона. При идеальном соответствии предсказаниям Стандартной модели для хиггсовской частицы эта величина, как несложно догадаться, будет равна единице. Месяц назад ATLAS и CMS, определяя соотношение, усреднённое по всем каналам, приходили к значениям 1,2 ± 0,3 и 0,80 ± 0,22, а сейчас они насчитали 1,4 ± 0,3 и 0,87 ± 0,23. Расхождение оценок, таким образом, стало чуть более заметным: если верить ATLAS, интенсивность сигнала превосходит ожидания Стандартной модели, тогда как у CMS интенсивность оказывается недостаточно высокой.

 

Остаётся добавить, что обе группы экспериментаторов зафиксировали больше распадов на пару фотонов, чем ожидали. Хотя нынешняя значимость этого отклонения от прогнозов Стандартной модели невелика, будущие измерения вполне могут сделать его более заметным.

 

Подготовлено по материалам arXiv.

Иточник: Компьюлента