Odkryto długo poszukiwany rozpad bozonu Higgsa

Po sześciu latach od odkrycia bozonu Higgsa wreszcie udało się zobaczyć jego rozpady na parę cząstek elementarnych znanych jako kwarki piękne. Obserwacja dokonana niezależnie przez eksperymenty ATLAS i CMS zbierające dane na Wielkim Zderzaczu Hadronów (ang.: LHC) jest zgodna z hipotezą, że wszechobecne pole kwantowe związane z cząstką Higgsa nadaje masę również kwarkom pięknym.

Model Standardowy cząstek elementarnych przewiduje, że około 60% rozpadów bozonu Higgsa to rozpady na parę kwarków pięknych, drugich z kolei najcięższych spośród sześciu znanych rodzajów kwarków (tzw. zapachów). Potwierdzenie tego przewidywania ma fundamentalne znaczenie dla Modelu Standardowego, u którego podstaw leży założenie, że to właśnie pole Higgsa nadaje masę wszystkim kwarkom oraz innym cząstkom elementarnym.

Pomimo dużego prawdopodobieństwa tego rozpadu, był on niezmiernie trudny do zaobserwowania z powodu ogromnej ilości innych, dużo częstszych procesów prowadzących do podobnej sygnatury eksperymentalnej. W celu osiągnięcia wystarczającej czułości, eksperymenty ATLAS i CMS przeanalizowały wszystkie dane zebrane od początku działania LHC, przy energiach zderzeń 7, 8 i 13 TeV. Dzięki temu oraz zaawansowanym technikom analizy oba eksperymenty uzyskały istotność statystyczną przekraczającą pięć odchyleń standardowych, co upoważniło do ogłoszenia obserwacji rozpadu bozonu Higgsa na dwa kwarki piękne.

Więcej informacji:
CERN: http://home.cern/about/updates/2018/08/long-sought-decay-higgs-boson-observed
ATLAS: http://atlas.cern/updates/press-statement/observation-higgs-boson-decay-pair-bottom-quarks
CMS: http://cms.cern/higgs-observed-decaying-b-quarks-submitted

Prawdopodobny rozpad bozonu Higgsa (H) na dwa kwarki piękne (b), w połączeniu z bozonem W rozpadającym się na muon (µ) i neutrino (v) zaobserwowany przez eksperyment ATLAS. Grafika: ATLAS/CERN.