Nové měření Higgsova bosonu je vůbec nejpřesnější: ScienceAlert

Když se srazí proudy ultrarychlých protonů, Higgsův boson může vzniknout v nejkratším okamžiku před Rozkládá se na lehčí molekuly.

V tu chvíli mohou fyzici pracovat pozpátku, aby odhadli hmotnost toho, co by mohlo být nejdůležitější a nejprchavější částicí ve standardním modelu.

Po sečtení čísel pro ohromující počet srážek protonů pomocí velkého hadronového urychlovače (LHC) nyní fyzici mají dosud nejpřesnější číslo pro tuto zásadní vlastnost.

Za prvé Hlášeno v červenciNejnovější měření jsou ze čtyřletého období Asi 9 milionů částic Higgsova bosonu Očekávalo se, že bude vyroben v LHC, největším a nejvýkonnějším urychlovači částic na světě. Experimentálně však byla pozorována pouze malá část Higgse.

Mezinárodnímu týmu výzkumníků pracujících na tomto objevu to však stačilo Atlasové zkušenostijeden ze dvou detektorů na LHC, k získání dosud nejpřesnějších měření hmotnosti Higgsova bosonu.

Higgs je docela mystifikační částice: vzniká z kvantového pole Vysílané po celém vesmírukterý dává ostatním základním částicím jejich hmotnost.

Zatímco hmotnosti jiných částic ve Standardním modelu fyziky lze odvodit z teorie, fyzici potřebují poměrně slepě tápat v experimentech, aby určili Higgsovu hmotnost.

Získání přesného měření je důležité, protože měření je důležité pro pochopení interakcí jiných částic.

Díky jeho relativně velké hmotnosti je Higgsův boson snadno pozorovatelný Velmi náročnýSoučasná měření Higgsovy hmoty jsou však podle projekcí třikrát lehčí, než naznačují modely.

Zatímco ty rozpory Zatím nevyřešenoTato nejnovější měření zlepšují náš nejlepší odhad hmotnosti Higgsova bosonu, který ovlivňuje… jak se má Interaguje s jinými molekulami a sám se sebou.

Výzkumníci zkombinovali několik měření hmotnosti založených na rozpadu částic a přesnějších kalibracích, aby získali hmotnost Higgsova bosonu 125,11 GeV (GeV) s nejistotou 0,11 GeV. To je méně než A Hmotnost 125,35 GeV S přesností 0,12 procenta v roce 2019.

„Tento výsledek v současnosti představuje nejpřesnější měření hmotnosti Higgsova bosonu s přesností této základní veličiny 0,09 procenta,“ uvedli členové spolupráce ATLAS. Napište do jejich papíru.

Důležité je, že odhad týmu snižuje statistickou a systematickou nejistotu Higgsovy hmoty o další řád – nejistotu, která byla dříve ponechána na místě. Proměňte prostor pro výklad dat.

Získání přesnějších měření pomáhá fyzikům testovat předpovědi Standardního modelu částicové fyziky a detekovat potenciální odchylky – pokud existují.

Zrovna minulý rok například dosud nejpřesnější měření hmoty bosonu W odhalila některé potenciální trhliny ve standardním modelu, který zůstává naším nejlepším fungujícím modelem základních částic a jejich interakcí. Hmotnost bosonu W byla sedm standardních odchylek mimo predikci modelu, a Výsledek nikdo nečekal.

Takové anomálie ukazují na nové nebo neznámé jevy mimo Standardní model, který nevysvětluje vše o vesmíru. Přesnost však také neznamená přesnost; Mohlo by to být tím Měření jsou chybnáNe teorie.

Pokud jde o Higgsův boson, ani přes tato nedávná měření fyzici neurčili ani jeho vlastnosti, a to ani zdaleka.

Například se nezdá, že by Higgsův boson měl pokaždé stejnou hmotnost, ale spíše má řadu možných hmotností, které fyzici nazývají „nabídka“. V roce 2022 vědci Upřesněte jejich odhady „Prohlížejte“ Higgsův boson přesněji než kdykoli předtím.

Ale díky lepším a přesnějším odhadům Higgsovy hmotnosti se fyzici přibližují k zodpovězení některých obtížných otázek o záhadné částici, jako například: Interaguje Higgsův boson sám se sebou, jak předpovídá Standardní model? Jak se váže na jiné molekuly?

až do Ještě brutálnější zázraky Patří mezi ně: Existují různé verze Higgse, které musíme ještě objevit, a mohl by být Higgs bránou k pochopení temné hmoty, tajemné hmoty, která vyplňuje vesmír, ale kterou ještě nikdo nikdy neviděl?

Fyzici samozřejmě stále ano Na Hledejte další molekuly To může vysvětlit úžasnou lehkost Higgsova bosonu, anomálii, která je pronásleduje od objevu Higgsova bosonu v roce 2012.

s Nedávné propagace Velký hadronový urychlovač (LHC), navržený ke zvýšení energie a intenzity srážek částic, je nyní dokončen a do budoucna jsou plánována další vylepšení. Kdo ví, co se stane?

Studie byla zveřejněna v Fyzické kontrolní dopisy.