Исследователи из Принстонского университета объявили о том, что им удалось отследить пятый, самый очевидный и распространенный путь, которым бозона Хиггса распадаются на другие элементарные частицы. Данное открытие, по утверждениям принстонских ученых, открывает перед ними совершенно новые направления в изучении фундаментальных физических законов, на которые опирается вся «работа» Вселенной. Отметим, что пятым типом распада бозона Хиггса стал распад этой частицы на два нижних кварка.
В экспериментах, проведенных на Большом адронном коллайдере, команда, включающая исследователей Принстонского университета, определила долгожданный путь, по которому бозон Хиггса распадается на две другие частицы, известные как нижние кварки. Хиггсовский бозон производится с другой частицей, называемой Z-бозоном. Хиггсовский бозон распадается на донные кварковые струи (показано синим), а затем Z-бозон распадается на электрон и позитрон (показано красным).
© CMS Collaboration
Ученые уверены, что обнаруженный ими пятый тип распада станет основным типом, используемым физиками для идентификации частиц Хиггса. Согласно информации от Джеймса Олсена (James Olsen), ведущего исследователя, новый тип распада бозона был сначала найден ими чисто теоретическим путем, но затем ученые обнаружили следы таких реальных распадов точно в тех местах и в моменты времени, где они ожидали найти это.
Напомним нашим читателям, что бозона Хиггса существуют «в чистом виде» лишь в течение очень коротких промежутков времени, порядка одной септилионной доли секунды. После этого бозон распадается, порождая несколько «дочерних» частиц, которые могут существовать более длительное время. И именно регистрация этих вторичных частиц позволяет ученым сделать вывод о существовании бозона Хиггса в данной точке пространства некоторое время назад.
Вторичные частицы, порождаемые распадом бозона Хиггса, перемешиваются с другими частицами, возникающими в результате столкновений протонов в недрах Большого Адронного Коллайдера, там, где в 2012 году впервые в истории науки был зарегистрирован бозон Хиггса. Но в 2012 году ученым были известны и использованы лишь три типа распада бозона. Однако, согласно новой информации, распад бозона Хиггса на два нижних кварка происходит гораздо чаще других типов распада, на долю этого типа приходится приблизительно 60 процентов от общего количества.
Одна из главных трудностей в регистрации пятого типа распада заключается в том, что очень тяжело отследить происхождение нижнего кварка от распада бозона Хиггса. Нижний кварк — это крошечная частица, которая может рождаться и в результате распада других элементарных частиц. Но с этой задачей сейчас уже вполне успешно справляются модернизированные датчики экспериментов CMS и ATLAS, плюс соответствующее программное обеспечение, выполняющее анализ данных, поставляемых датчиками.
К существующим основным датчикам экспериментов CMS и ATLAS сейчас пристроили несколько дополнительных датчиков меньших размеров, которые покрывают рабочий объем, как слои луковицы. Каждый слой может обнаруживать частицы и восстановить их путь, что позволяет отследить путь частицы назад к ее источнику. Это, в свою очередь, позволяет идентифицировать точки пространства, где сформировался бозон Хиггса во время столкновения протонов.
Источник: dailytechinfo.org
