Физики вновь подтвердили слабый сигнал распада неизвестной частицы

Физики на Большом адронном коллайдере (БАК) с новой точностью подтвердили слабый сигнал вблизи 750 гигаэлектронвольт, который может указывать на распад тяжелой частицы на два гамма-фотона. Об этом ученые коллабораций CMS (Compact Muon Solenoid) и ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS) рассказали на конференции Rencontres de Moriond в Италии, сообщает The Guardian.

Находка может свидетельствовать о существовании второго бозона Хиггса, предсказываемого расширениями Стандартной модели (СМ) — подтвержденной на эксперименте теории элементарных частиц, или каких-либо других частиц (например, суперсимметричных или темной материи), не описываемых СМ. Обе коллаборации CMS и ATLAS обнаружили пик сигнала на примерно 750 гигаэлектронвольтах.

В эксперименте CMS статистическая значимость равна 2,9 стандартного отклонения. В случае детектора ATLAS она составила 1,9 стандартного отклонения. В декабре 2015 года коллаборации уже сообщали об аномалии. Новые данные укрепили полученные ранее результаты с более высокой точностью. Для сравнения, CMS повысила статистическую значимость открытия с 2,6 до 2,9 стандартного отклонения.

В физике частиц открытие считается сделанным, если статистическая значимость равна пяти стандартным отклонениям (вероятность ошибки равна примерно 0,00005 процента). Данные, полученные учеными, в случае их подтверждения могли бы означать наличие в природе скалярной частицы (например, еще одного бозона Хиггса) массой около 750 гигаэлектронвольт и выход физики за пределы СМ.

Дискуссия о возможных результатах экспериментов на БАКе напоминает обсуждение, имевшее место в 2011-2012 годах до и после обнародования предварительных данных об обнаружении похожей на бозон Хиггса частицы и подтверждения данных в 2013 году. Ученые собираются продолжить свои исследования и уточнить полученные данные.

Обнаружение бозона Хиггса и подтверждение СМ являлось главной целью первого этапа экспериментов на БАКе. Задача второго этапа — поиски физики за пределами СМ (в частности, дополнительных бозонов Хиггса, суперсимметричных частиц и проявлений скрытых измерений).

БАК является крупнейшей в мире ускорительной установкой. Она расположена в ЦЕРНе на границе Франции и Швейцарии. На коллайдере был открыт бозон Хиггса СМ. 14 февраля 2013 года БАК был закрыт на реконструкцию, а 5 апреля 2015 года был произведен пробный запуск. В настоящее время установка способна разгонять пучки протонов до энергий в 13 тераэлектронвольт (в системе центра масс).