Новости космоса и технологий. » Физика » Бозон Хиггса исследует новые явления

Бозон Хиггса исследует новые явления

Опубликовал: Admin, 4-11-2020, 01:01, Физика, 59, 0

Бозон Хиггса исследует новые явления

Физики на Большом адронном коллайдере (LHC) ЦЕРН ищут физические явления, выходящие за рамки стандартной модели. Некоторые теории предсказывают, что еще неоткрытая частица может быть обнаружена в форме нового резонанса (узкого пика), подобного тому, который возвещал об открытии бозона Хиггса в 2012 году.

Однако Природа не всегда такая добрая, и новые резонансы могут быть настолько массивными, что для их создания требуются энергии столкновения, превышающие энергию LHC. Если так, то еще не все потеряно. Подобно тому, как пологий рельеф может указывать на присутствие горной вершины впереди, данные LHC могут содержать некоторые намеки на то, что интересные явления присутствуют на более высоких энергетических масштабах.

Очень эффектная модель

Вместо того, чтобы искать новая частица , физики могут искать новые типы взаимодействий, которых нет в стандартной модели. Поскольку их основные механизмы неизвестны, эти взаимодействия называются «эффективными» взаимодействиями, а их основа - «эффективной теорией поля» (EFT). Почти все типы новой физики приводят к этим новым взаимодействиям, при этом разные теоретические модели оставляют разные следы на EFT. Однако эффекты могут быть незаметными, особенно если явления большой массы находятся далеко за пределами досягаемости энергии столкновения LHC.

Поскольку эти дополнительные взаимодействия повлияют на все физические процессы, ученые из Эксперимент ATLAS внедряют новую стратегию поиска, которая объединяет измерения по всему спектру их исследовательской программы. А новый анализ ATLAS выпущенный сегодня, использует комбинированные измерения свойств бозона Хиггса для поиска признаков новых явлений с использованием этой структуры EFT. Поскольку таких новых явлений не наблюдалось, физики устанавливают ограничения на их величину. Из всех возможных новых взаимодействий между частицами стандартной модели можно было проверить только подмножество, относящееся к бозону Хиггса (те, которые изучались в исходном комбинированном измерении, которое включает распад бозона Хиггса на два b-кварка, два фотона и четыре лептона). ).

На рисунке 1 показаны допустимые диапазоны для коэффициентов связи новых EFT-взаимодействий, к которым чувствителен анализ ATLAS. Стандартная модель требует, чтобы все эти коэффициенты были равны нулю, поскольку взаимодействия отсутствуют. Значительные положительные или отрицательные отклонения указывают на новые явления.

Все измерения ATLAS совместимы со стандартной моделью, что указывает на то, что если присутствует новая физика, она либо на шкале энергий больше 1 ТэВ (эталонная шкала масс, для которой представлены эти результаты), либо проявляется в других взаимодействиях, не исследованных эта учеба. Между тем, благодаря структуре анализа, результаты могут быть добавлены к более широким комбинациям с измерениями EFT, полученными в других каналах измерения и даже в других экспериментах.

Супер модель

Минимальная суперсимметричная стандартная модель (MSSM) является расширением стандартной модели, которая предсказывает (помимо множества других новых частиц) всего 5 бозонов Хиггса - два скаляра (h и H), псевдоскаляр (A), и два заряженных бозона Хиггса (H +/- ) - а также возможные модификации взаимодействий наблюдаемого бозона Хиггса 125 ГэВ.

Физики используют две взаимодополняющие стратегии для поиска намеков на MSSM: прямой поиск новых частиц или косвенный поиск посредством точных измерений свойств бозона Хиггса. В другом новом анализе, выпущенном ATLAS Collaboration, исследователи следовали последней стратегии, используя последняя комбинация измерений связи Хиггса во всех доступных каналах распада, чтобы установить ограничения на параметры MSSM. Они исследовали несколько тестовых сценариев MSSM, все из которых предполагали, что бозон Хиггса 125 ГэВ является самым легким скаляром h.

Пример показан на рисунке 2 на котором некоторые из новых частиц, предсказанных в модель относительно легкие. Это показывает, что не только исключены большие диапазоны пространства параметров, но и что эти исключения также хорошо дополняют исключения из ранее выполненного прямого поиска.

Пока что стандартная модель выигрывает

Новые результаты ATLAS устанавливают ограничения на возможную природу новой физики в рамках EFT и исключают большие области пространства параметров в сценариях MSSM. Их успех - лишь первый шаг в новой стратегии поиска с комбинированными измерениями. Расширяя объем будущих измерений, чтобы включить в них больше анализов, в том числе с использованием векторных бозонов и топ-кварков, и добавляя больше данных, физики планируют дать стандартная модель еще более сложная задача.


Источник


У данной публикации еще нет комментариев. Хотите начать обсуждение?

Написать комментарий
Имя:*
E-Mail:
Введите код: *
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив


Поиск по сайту
Полезные ссылки
Оцените работу сайта

TEHNONEWS

Новости космоса технологий нанотехнологий физики и химии