Протягом декількох десятиліть бозон Хіггса був відсутньою частиною Стандартної Моделі.
Вчені-фізики Європейської організації ядерних досліджень CERN, що працюють на Великому адронному колайдері, найпотужнішому прискорювачі часток в світі на сьогоднішній день, ще раз “зловили за руку” черговий бозон Хіггса під час його взаємодії з однією з найважчих елементарних частинок – істинним кварком.
Результати цих досліджень, проведених у рамках експериментів ATLAS і CMS, дають вченим важливу інформацію про природу маси частинок і про деякі області нової фізики, які знаходяться поза рамками існуючої Стандартної Моделі.
Ми стикаємося з проявом маси об’єктів по багато разів щодня, піднімаючи щось важке або долаючи інерцію нашого власного тіла під час ранкової пробіжки, наприклад. Однак про природу маси відомо досить мало.
Близько 50 років тому фізик Пітер Хіггс припустив, що маса всіх елементарних частинок є результатом їх взаємодії з бозоном, часткою тієї ж категорії, що і фотон. Бозон Хіггса взаємодіє з частками в якійсь особливій області, що дає їм відсутню частину їх енергії, яка визначає їх масу.
Протягом декількох десятиліть бозон Хіггса був відсутньою частиною Стандартної Моделі. І, після виявлення першого бозона Хіггса в 2012 році, Стандартна Модель почала вважатися повною. Однак, цей момент став лише початком досліджень бозона Хіггса і його властивостей, а його взаємодія з істинним кварком є гарною відправною точкою цих досліджень.
Відзначимо, що на відміну від верхніх і нижніх кварків, з яких складаються протони і нейтрони, справжні кварки не володіють стабільністю і розпадаються на інші частинки через малі частки секунди після їх появи.
Однак, їх велика маса, яка більша за масу електрона в три мільйони разів, є наслідком досить сильних взаємодій з бозоном Хіггса. Реєстрація взаємодії бозона Хіггса з істинним кварком проводилася під час процесу під назвою ttH-виробництво.
Однак такі явища самі по собі вельми і вельми рідкісні, близько 1 відсотка бозонів Хіггса, що виникають в надрах колайдера, з’являється в такій близькості від істинного кварка, щоб почати взаємодіяти з ним. І для того, щоб зловити ці явища, учені змушені були задіяти дані, що одержувалися відразу від двох експериментів колайдера.
Проте, серед величезної кількості даних про народження і розпад частинок, вчені виявили рідкісні випадки ttH-процесів. І отриманих даних вистачає для того, щоб отримати достовірні значення параметрів, що описують сили взаємодії бозона Хіггса з істинним кварком.
Вимірювання, проведені в рамках експериментів CMS і ATLAS, дають нам знати про те, що бозон Хіггса грає головну роль у формуванні великої маси істинного кварка” – розповідає Карл Джейкобс, фізик, який працює в рамках ATLAS collaboration, – “Це, звичайно, є необ’ємною частиною Стандартної Моделі, але даний випадок є першим разом, коли це було перевірено експериментальним шляхом “.
Протягом найближчих місяців вчені CERN планують зібрати більший обсяг додаткових даних, що дозволить їм отримати ще більш точні значення характеристик взаємодії бозона Хіггса з істинним кварком. І, як вони сподіваються, що це уточнене значення може стати дороговказом на існування ще невідомих науці областей фізики, законам яких підпорядковується дивовижний бозон Хіггса.
Слідкуйте за новинами у Телеграм
Підписуйтеся на нашу сторінку у Facebook
