Най-новото измерване на Хигс бозона е най-точното, правено някога

Когато се сблъскат потоци от свръхбързи протони, Хигс бозонът може да се появи за много кратък миг, преди да се разпадне на по-леки частици. В този момент физиците могат да работят в обратна посока, за да оценят масата на това, което може да бъде най-важната и същевременно най-неуловимата частица в Стандартния модел.

След като пресметнаха зашеметяващия брой сблъсъци на протони с помощта на Големия адронен колайдер (LHC), физиците вече разполагат с най-точните данни за това важно свойство. Последните измервания, за които бе съобщено за пръв път през юли са от 4-годишен период, през който в LHC се очакваше да бъдат произведени около 9 милиона частици Хигс бозон, но само малка част от тези частици бяха наблюдавани експериментално.

Все пак това беше достатъчно, за да може международен екип от изследователи, работещи по експеримента ATLAS – един от двата детектора в LHC да получи най-точните досега измервания на масата на Хигс бозона досега. Хигс бозонът е доста объркваща частица: Тя възниква от квантово поле, което се разпространява в цялата Вселена и дава масата на други фундаментални частици.

Изследователите комбинираха няколко измервания на масата, базирани на разпада на частицата с по-прецизни калибрирания, за да получат масаот 125,11 гигаелектронволта (GeV) с неопределеност от 0,11 GeV. Това е по-малко в сравнение с масата от 125,35 GeV и точността от 0,12 % през 2019 година.

„В момента този резултат представлява най-точното измерване на масата на Хигс бозона, като се постига прецизност от 0,09% за тази фундаментална величина.„

пишат в статията си членовете на колаборацията ATLAS

Важно е да се отбележи, че оценката на екипа намалява статистическата и систематичната неопределеност на масата на Хигс бозона с още една степен – неопределеност, която преди това оставяше значително пространство за интерпретация на данните.

Наличието на по-прецизни измервания помага на физиците да проверяват прогнозите на Стандартния модел на физиката на частиците и да откриват евентуални отклонения – ако такива съществуват.

Що се отнася до Хигс бозона, въпреки последните измервания физиците не са определили неговите свойства, дори не са се доближили до тях.

От една страна, Хигс бозонът всъщност не се появява с една и съща маса всеки път, а по-скоро има широк диапазон от възможни маси, който физиците наричат „ширина“. През миналата учените уточниха своите оценки за „ширината“ на Хигс бозона с по-голяма точност от всякога.

Но получавайки все по-точни оценки на масата на Хигс, физиците се доближават до отговорите на някои трудни въпроси за загадъчната частица, като например Взаимодейства ли Хигс бозонът сам със себе си, както предвижда Стандартният модел? И как той се свързва с други частици?

Сред още по-смелите въпроси са: Съществуват ли различни версии на Хигс, които все още не сме открили, и може ли Хигс да е портал към разбирането на тъмната материя – мистериозното вещество, което изпълва Вселената, но което никой никога не е виждал?

Разбира се, физиците все още са в търсене на други частици, които биха могли да обяснят невероятната лекота на Хигс бозона – аномалия, която ги преследва от откриването на Хигс през 2012 година.

С последните модернизации на LHC, които вече са завършени и имат за цел да увеличат енергията и интензивността на сблъсъците на частици, и с планираните в бъдеще още модернизации, кой знае какво ще се появи?