Открыт кандидат на роль бозона Хиггса

На семинаре, организованном Европейской организацией по ядерным исследованиям и предваряющем конференцию ICHEP-2012, было объявлено об открытии нового бозона, претендующего на роль хиггсовской частицы.

Свежие экспериментальные данные представили Джо Инкандела (Joe Incandela) из коллаборации CMS и Фабиола Джанотти (Fabiola Gianotti) из ATLAS. Обе коллаборации, напомним, анализируют результаты столкновений протонов на Большом адронном коллайдере.

Суть презентаций сводится к тому, что физики обнаружили новую тяжёлую частицу в области масс и некоторых других параметров, допустимой для бозона Хиггса из Стандартной модели. По данным CMS, масса найденного бозона составляет 125,3 ± 0,6 ГэВ, а ATLAS даёт чуть более высокую оценку — ≈126,5 ГэВ.

Поиск проводился по нескольким каналам распада, которые теория прогнозирует для хиггсовской частицы. Как мы уже отмечали, наибольший интерес с экспериментальной точки зрения представляют пять таких каналов: распады на пару фотонов γ, W- или Z-бозонов, тау-лептонов τ или пару «b-кварк — b-антикварк». Поскольку продукты распада искомого бозона могут рождаться и в каких-то фоновых процессах, учёным приходится набирать обширную статистику и строить распределения числа зарегистрированных событий по массе. Доминировать в этих распределениях будут фоновые события, но если среди всех пар гамма-гвантов (или Z-бозонов, тау-лептонов и так далее) действительно встречаются те, источником которых был бозон Хиггса, они каждый раз будут давать массы, близкие к одному значению. Тогда на распределении в районе этого значения проявится избыток событий — небольшой пик, сигнал.

Стоит также рассказать о том, что сигнал в современных исследованиях выделяют «слепым методом», намеренно скрывая самый интересный диапазон данных (в нашем случае — область масс в окрестности 126 ГэВ). Иными словами, специалисты, занятые обработкой информации, устанавливают критерии отбора и анализа событий и моделируют фон, ориентируясь лишь на малолюбопытные участки распределений. Скрытая область становится доступной только после утверждения оптимальной методики обработки, вследствие чего практически исключается влияние необъективности экспериментатора и его естественного желания сделать сигнал более «чистым», сработать на результат.

Открыт кандидат на роль бозона Хиггса

Открыт кандидат на роль бозона Хиггса
Статистическая значимость сигналов, зарегистрированных CMS (сверху) и ATLAS

Рассматривая упомянутые варианты распадов по отдельности, г-н Инкандела отметил, что в каналах γγ и ZZ наблюдаются явные превышения числа зарегистрированных событий над фоном со статистической значимостью в 4,1 и 3,2 стандартного отклонения. Если данные по этим распадам, наиболее удобным для исследования на Большом адронном коллайдере, объединить, можно получить значимость в 5,0σ, достаточную для объявления об открытии и гарантирующую, что вероятность случайной флуктуации фона, которая имитировала бы настолько сильные сигналы, составляет менее 10–6. В канале WW сигнал не смещается по оси масс, но становится менее заметным (1,5σ), а в каналах «b — анти-b» и ττ выделить что-то существенное уже не удаётся.

В итоге статистическая значимость, рассчитанная по всем каналам, падает до 4,9σ.

Данные ATLAS в целом сходятся с информацией CMS и в случае объединения каналов γγ и ZZ также дают статистическую значимость в 5,0σ. При этом ожидания ATLAS и CMS, что интересно, расходились: различия легко прослеживаются на графиках выше, где экспериментальным данным отвечают сплошные линии, а теоретическому предсказанию для бозона Хиггса из Стандартной модели, которое вычисляется с учётом собранного объёма информации и конкретных методик её обработки, — пунктирные. Хорошо видно, что коллаборации CMS «не повезло», поскольку она рассчитывала на 5,9σ, а получила заметно меньше. ATLAS же, напротив, ожидала всего 4,6σ.

Эти различия отразились на оценках соотношения экспериментального и расчётного сечений рождения хиггсовского бозона. Хотя оба соотношения близки к единице (то есть свидетельствуют в пользу того, что обнаруженная частица представляет собой именно Стандартный хиггсовский бозон), оценка ATLAS — 1,2 ± 0,3 — лежит выше, чем оценка CMS (0,80 ± 0,22).

В ближайшие месяцы физики будут уточнять представленные данные и свойства новой частицы, выясняя, насколько она близка к хиггсовской из Стандартной модели. Уже сейчас можно отметить одно сравнительно серьёзное отклонение от общепринятой теории: сигнал, зарегистрированный ATLAS и CMS в канале γγ, оказался неожиданно сильным.

Открыт кандидат на роль бозона Хиггса
Упомянутые выше соотношения сечений рождения хиггсовского бозона.
Видно, что ATLAS даёт более высокие оценки, а сигнал в канале γγ выделяется на фоне остальных.

Подготовлено по материалам Европейской организации по ядерным исследованиям.

Подробнее: http://citforum.ru/news/28653/

Читать комменты и комментировать

Добавить комментарий / отзыв



Защитный код
Обновить

Открыт кандидат на роль бозона Хиггса | | 2012-07-05 00:23:00 | | Технологии и новости мира IT | | На семинаре, организованном Европейской организацией по ядерным исследованиям и предваряющем конференцию ICHEP-2012, было объявлено об открытии нового бозона, претендующего на роль хиггсовской частицы. Свежие экспериментальные данные представили Джо Инкан | РэдЛайн, создание сайта, заказать сайт, разработка сайтов, реклама в Интернете, продвижение, маркетинговые исследования, дизайн студия, веб дизайн, раскрутка сайта, создать сайт компании, сделать сайт, создание сайтов, изготовление сайта, обслуживание сайтов, изготовление сайтов, заказать интернет сайт, создать сайт, изготовить сайт, разработка сайта, web студия, создание веб сайта, поддержка сайта, сайт на заказ, сопровождение сайта, дизайн сайта, сайт под ключ, заказ сайта, реклама сайта, хостинг, регистрация доменов, хабаровск, краснодар, москва, комсомольск |
 
Поделиться с друзьями: