Hat év után sikerült nagy bizonyossággal megfigyelni a Higgs bozon bomlását

Hat évvel a felfedezése után most először sikerült megfigyelni, hogy a Higgs bozonok a bottom kvark nevű alapvető részecskékké bomlanak.

A CERN1-en az ATLAS  és a CMS közreműködésével bemutatott eredmények egybevágnak a korábbi elméletekkel, miszerint a Higgs bozonnak tömeget adó kvantum mező a bottom kvarkok tömegéért is felelős.

A részecske fizika Standard modellje szerint a kutatók az volt a hipotézisük, hogy egy Higgs bozon az esetek nagyjából 60 százalékában egy pár bottom kvarká bomlik – ami a hat kvark közül a második legnehezebb. Ennek az előrejelzésnek a vizsgálata azért fontos, mivel ha igazolást nyer, akkor azzal a Standard modellt is támogatja – ami a Higgs mező létezésén alapul -, viszont nem várt eredmények esetén akár meg is cáfolhatja a modellt.

Azonban a Higgs bozonok bomlási csatornáinak kimutatása nem egy egyszerű feladat – amit jól mutat az is, hogy a vezető fizikusoknak is hat évbe telt ez a bravúr. A nehézség abból fakad, hogy a protonok ütközésekor rengeteg más módon is létrejöhetnek bottom kvarkok. Emiatt nagyon nehéz elkülöníteni a Higgs bozonok bomlástermékeit a környezetükben lévő többi részecskétől – emiatt például a bozonok ritkább bomlástermékeit, a fotonokat könnyebb volt igazolni, mivel azok kevesebb más módon jöhettek volna létre.

A két kutatócsapat a Nagy Hadronütköztető első és második vizsgálatsorozatának adatait nézték át, összetett vizsgálati módszerek segítségével. Mindkét csapat célja az volt, hogy a bozonok bottom kvarkokká történő bomlását nagy bizonyosággal igazolják. Ez mindkét csapatnak sikerült és a bomlás üteme is megfelelt a Standard modell előrejelzéseinek is.

“Ez a megfigyelés egy mérföldkő a Higgs bozon vizsgálatában. Megmutatja, hogy az ATLAS és a CMS kísérletei mélyebb megértést hoztak az adataikban és a vártnál jobban kordában tudták tartani a környező zajt,” mondta Karl Jakobs, az ATLAS szóvivője.

A CMS kutatóinak elmondása szerint az igazolást segítette több korábbi felfedezés, a Nagy Hadronütköztetű kiemelkedő teljesítménye és a legmodernebb gépi tanulási módszerek is, melyeknek köszönhetően a vártnál lényegesen korábban igazolniuk sikerült a bozonok bottom kvarkokká történő bomlását.

A kutatók szerint ezen felül, ahogy egyre több adat gyűlik össze, úgy fogják egyre nagyobb pontossággal megmondani a Higgs bozonok különböző bomlástermékeit és a remények szerint nemsokára a bozonok, a bottom kvarkoknál sokkal könnyebb, müonokká történő bomlását is igazolhatják majd. Mindezen felül a csapatok kiemelt figyelmet fordítanak majd azokra az adatokra, ami a Standard modellen túli fizika létezését sejtetik.

Forrás: arxiv.org  

Szerkesztő: arsratio

Oszd meg

Hozzászólás küldése

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöljük.