Otkriven je prvi dokaz raspada retkog Higsovog bozona

Uzbudljivo otkriće na Velikom hadronskom sudaraču (LHC) omogućilo je naučnicima da dođu do nevjerovatnog otkrića koje bi moglo fundamentalno promijeniti naše razumijevanje fizike čestica. Saradnje ATLAS i CMS, koje su neumorno radile od monumentalnog otkrića Higgsovog bozona 2012. godine, udružile su snage kako bi pronašli prvi zapanjujući dokaz izuzetnog fenomena: raspada Higsovog bozona u Z bozon i foton.

Higsov bozon, koji se često naziva "čestica Boga", osnovna je čestica koja drugim česticama daje masu. Razumijevanje njegovih svojstava i različitih načina na koje se raspada na druge čestice ključno je za razotkrivanje misterija svemira. Nedavno opaženi raspad Higsovog bozona može pružiti indirektan dokaz za postojanje čestica koje nisu predviđene Standardnim modelom fizike čestica. Ovaj model opisuje osnovne čestice i njihove interakcije.

Prema Standardnom modelu, ako Higsov bozon ima masu od oko 125 milijardi elektron-volti, oko 0,15% Higsovih bozona se raspada na Z bozon i foton. Međutim, proširenja Standardnog modela nude alternativne stope opadanja. Stoga je precizno mjerenje brzine raspada riznica znanja, koja baca svjetlo na fiziku izvan Standardnog modela i pravu prirodu zagonetnog Higsovog bozona.

Prije nego što su napravili ovo revolucionarno otkriće, timovi ATLAS-a i CMS-a neovisno su ispitali podatke prikupljene od sudara protona u proton u HAC-u. Pažljivo su pročešljali događaje sudara, tražeći znakove raspada Higsovog bozona u Z-bozon i foton. Njihove strategije uključivale su identifikaciju Z bozona kroz njegov raspad na parove elektrona ili miona (teži rođaci elektrona), što se događa oko 6,6% vremena.

Ključ uspjeha naučnici su prepoznali kao karakterističnu osobinu – uzak vrh na glatkoj pozadini – u raspodjeli ukupne mase proizvoda raspadanja. Kako bi povećali osjetljivost, timovi su klasifikovali događaje na osnovu karakteristika procesa proizvodnje Higsovog bozona. Koristili su napredne tehnike mašinskog učenja kako bi razlikovali stvarne signale od pozadinske buke.

Ova suradnja je uvelike povećala statističku točnost i obuhvat njihove pretrage, što je dovelo do prvih uvjerljivih dokaza za raspad Higgsovog bozona u Z bozon i foton.

Iako je rezultat ispod opšte prihvaćenog zahtjeva od 5 standardnih devijacija za valjano opažanje, nalaz se može pohvaliti statističkom značajnošću od 3,4 standardne devijacije. Osim toga, izmjerena brzina signala premašila je predviđanje Standardnog modela za 1,9 standardnih devijacija, što je izazvalo još veće uzbuđenje među fizičarima.

Ovo revolucionarno otkriće dovodi nas bliže otkrivanju tajni svemira, izazivajući naše trenutno razumijevanje fizike čestica. Tekuća istraživanja u HAC-u obećavaju još dublja otkrića jer naučnici nastavljaju pomicati granice ljudskog znanja zaranjajući u misteriozno područje interakcija čestica. Dok krećemo na ovo izvanredno putovanje, radujemo se sljedećem poglavlju u našoj potrazi za razumijevanjem osnovnih građevnih blokova našeg postojanja.

Pročitajte također:

• Fizičari su simulirali crnu rupu u laboratoriji, a onda je počela da sija
• Istraživači su razvili robota pčelu koja leti kao prava