Большой адронный коллайдер снова сузил диапазон масс бозона Хиггса

22 августа 2011 года

Анализ данных, полученных с помощью детектора ATLAS Большого адронного коллайдера, позволил физикам в очередной раз сузить диапазон масс, в котором может существовать бозон Хиггса в рамках "обычной" Стандартной модели, следует из материалов коллаборации ATLAS.

Бозон Хиггса - последний недостающий элемент современной теории элементарных частиц, так называемой Стандартной модели. Это гипотетическая частица отвечает за массы всех других элементарных частиц. Однако теория не позволяет точно установить массу бозона Хиггса. Ученые рассчитывают, что найти эту частицу (или убедиться в том, что ее не существует) позволят эксперименты на Большом адронном коллайдере (БАК).

Прежние эксперименты указывали, что частица Хиггса может иметь массу в интервале от 114 до 185 гигаэлектронвольт, деленных на скорость света в квадрате (ГэВ/с^2). Физики часто измеряют массы частиц в единицах энергии - электронвольтах - основываясь на знаменитой формуле Эйнштейна, E=mc^2. При этом 100 гигаэлектронвольт примерно в 107 раз больше массы протона.

Используя данные, собранные в 2011 году, физики коллаборации ATLAS исключили диапазоны масс в 146-232, 256-282 и 296-466 ГэВ/с^2. По данным на март 2011 года, детекторы американского ускорителя Теватрон, CDF и DZero (D0), исключили существование бозона Хиггса в интервале масс от 153 до 179 ГэВ/с^2.

В рамках Стандартной модели рассматриваются две возможности - существование "легкого" и "тяжелого" вариантов бозона. "Легкий" Хиггс с массой от 135 до 200 ГэВ/с^2 должен распадаться на пары W-бозонов, а если масса бозона составляет 200 ГэВ/с^2 или больше, то на пары Z-бозонов, которые, в свою очередь, порождают электроны и мюоны.

Кроме того, ученые сузили диапазон возможных масс бозона Хиггса в рамках одного из вариантов Стандартной модели, который предусматривает существование четвертого поколения фермионов - кварков и лептонов, элементарных частиц, из которых складывается вещество. В рамках такой модели данные ATLAS позволяют исключить существование частицы Хиггса в диапазоне масс от 120 до 600 ГэВ/с^2.

Ранее представители как БАК, так и Теватрона заявляли, что проблема существования "частицы Бога" будет решена к концу 2012 года: ученые либо обнаружат бозон Хиггса, если он существует, либо докажут, что его нет.