Eksperymenty ATLAS i CMS odkrywają właściwości cząstki Higgsa

Genewa/Saint Petersburg, 1 września 2015

Trzy lata po ogłoszeniu odkrycia nowej cząstki, współprace ATLAS i CMS po raz pierwszy prezentują wspólne rezultaty pomiarów kluczowych własności tzw. bozonu Higgsa, podczas trzeciej dorocznej konferencji Large Hadron Collider Physics Conference (LHCP 2015). Dzięki połączeniu analiz opartych na danych z lat 2011 i 2012, ATLAS i CMS ukazują jak dotąd najdokładniejszy obraz odkrytej niedawno cząstki. Nowe wyniki przynoszą, między innymi, najdokładniejsze informacje na temat mechanizmów produkcji i rozpadu, oraz na temat oddziaływania bozonu Higgsa z innymi cząstkami. Wszystkie zmierzone właściwości są zgodne z przewidywaniami Modelu Standardowego cząstek elementarnych i stanowią referencję dla przyszłych poszukiwań nowych zjawisk wykraczających poza przewidywania Modelu Standardowego. Ogłoszone dzisiaj wyniki są kolejnym krokiem po opublikowanym przez oba eksperymenty w maju 2015 wspólnym pomiarze masy bozonu Higgsa.

„Bozon Higgsa jest wspaniałym narzędziem do badania Modelu Standardowego cząstek elementarnych i mechanizmu Brout-Englert-Higgs, który odpowiada za nadawanie masy cząstkom elementarnym,” powiedział Dyrektor Generalny CERN Rolf Heuer. „Połączenie wyników dwóch eksperymentów przynosi nową jakość potrzebną do kolejnego przełomu w naszym poznaniu. Jeden eksperyment musiałby na to czekać kolejne dwa lata.”

Istnieją różne sposoby w jakie powstaje cząstka Higgsa i różne w jaki rozpada się na inne znane cząstki. Na przykład, zgodnie z Modelem Standardowym, teorią najlepiej opisującą cząstki i ich oddziaływania, cząstka Higgsa powinna bardzo szybko rozpaść się i to w 58% przypadków na parę tzw. kwarków pięknych. Dzięki połączeniu rezultatów, eksperymenty ATLAS i CMS wyznaczyły z najwyższa dotychczas precyzją częstość występowania typowych rozpadów.

Pomiary częstości występowania rozpadów są niezmiernie ważne jako że wiążą się bezpośrednio z silą oddziaływania cząstki Higgsa z innymi cząstkami elementarnymi, a tym samym z ich masą. To pozwala na jednoznaczne utożsamienie odkrytej cząstki z bozonem Higssa z Modelu Standardowego. Każde odstępstwo od przewidywań stawiało by pod znakiem zapytania mechanizm Brout-Englert-Higgs i otwierało drzwi do nowej fizyki.

„To duży krok naprzód, zarówno w technice łączenia wyników z różnych eksperymentów, jak i w dokładności naszych pomiarów”, powiedział szef zespołu ATLAS Dave Charlton. „Dla przykładu, połączenie pomiarów rozpadu Higgsa na leptony tau pozwoliło na ugruntowanie obserwacji na poziomie powyżej 5 sigma, co nie było osiągalne dla żadnego z eksperymentów oddzielnie.”

„Połączenie wyników dwóch wielkich eksperymentów było dużym wyzwaniem, jako że musiało wziąć pod uwagę ponad 4200 różnych niepewności eksperymentalnych”, powiedział szef zespołu CMS Tiziano Camporesi. „Uzbrojeni w te najnowsze wyniki, oraz dzięki stale napływającym nowym danym z LHC przy nowej energii, możemy przyglądać się bozonowi Higgsa na wszelkie możliwe sposoby”.

Paweł Brückman de Renstrom (IFJ PAN, EPPCN Poland)

Więcej na stronach eksperymentów:
http://atlas.ch/
http://cms.web.cern.ch/

Results of the analyses by individual experiments (coloured) and both experiments together (black), showing the improvement in precision resulting from the combination of results.