Физики нашли намеки на существование "соседа" бозона Хиггса

При анализе данных с Большого адронного коллайдера ученые обнаружили следы существования ранее неизвестного тяжелого бозона. Свои выводы физики опубликовали на arXiv.

"Открытие бозона Хиггса стало большим триумфом для Стандартной модели, однако его обнаружение не поставило крест на других переносчиках фундаментальных взаимодействий со схожей массой и свойствами. Мы расследовали недавние намеки на их существование, найденные в ходе изучения так называемых мульти-лептонных аномалий, и открыли значимые свидетельства того, что такие бозоны могут существовать", – пишут исследователи.

Существует множество теорий, которые расширяют Стандартную модель – теорию, которая описывает большую часть взаимодействий всех известных науке элементарных частиц. Эти теории предполагают, что кроме уже открытых переносчиков взаимодействий существуют сверхтяжелые бозоны. На их роль претендуют как тяжелые аналоги бозона Хиггса в теориях с двумя "частицами бога", так и другие объекты микромира. Пока физикам не удалось найти ни одного достоверного следа их существования.

Физики под руководством профессора Цюрихского университета Андреаса Кривеллина получили первые подобные свидетельства во время анализа данных, которые были собраны детекторами ATLAS и CMS в ходе прошлого цикла работы БАК.

Ученые сосредоточили свои усилия на поисках следов распадов пока не открытых тяжелых бозонов, чья масса может в несколько раз превосходить аналогичный параметр для бозона Хиггса. В ходе распадов этих частиц, как на то указывают расчеты физиков-теоретиков, должны возникать "частицы бога" и еще один тип пока не открытых частиц, близкий по массе и прочим характеристикам к бозону Хиггса.

В свою очередь, распады этих бозонов будут порождать пары фотонов высоких энергий или пары частиц, противоположных друг другу по заряду и содержащих в себе сверхтяжелые "прелестные" кварки. Опираясь на эти идеи, Кривеллин и его коллеги попытались найти следы этих "легких" тяжелых бозонов в данных с БАК.

Им удалось обнаружить следы подобных распадов, чей анализ указывает на существование ранее неизвестного бозона, очень близкого по массе к "частице бога" (151 ГэВ и 125 ГэВ соответственно). Намеки на это присутствуют как в данных ATLAS, так и в результатах замеров CMS, причем их статистическая значимость почти достигает уровня открытия (одна ошибка на 1,5 миллиона попыток).

Как надеются физики, в следующем году они получат недостающие сведения в ходе последующих наблюдений за распадами различных частиц, содержащих в себе "прелестные" кварки, а также другими последствиями столкновений частиц в кольце коллайдера. Подтверждение открытия "соседа" бозона Хиггса поможет объяснить некоторые давно известные и недавно открытые аномалии в свойствах и поведении мезонов и других частиц, подытожили профессор Кривеллин и его коллеги.