آزمایش‌های برخورددهنده بزرگ هادرون اولین شواهد از واپاشی بوزون هیگز را نشان می‌دهد

از زمان کشف بوزون هیگز، آزمایش‌های ATLAS و CMS در برخورددهنده بزرگ هادرونی (LHC) واقع در شورای اروپا برای تحقیقات هسته‌ای (CERN) برای بررسی “جدی” خواص درونی این ذره بنیادی مورد استفاده قرار گرفت. محققان علاقه مند به کشف این هستند که چگونه به وجود می آید و بلافاصله به ذرات دیگر تجزیه می شود.

مدل استاندارد پیش‌بینی می‌کند که تقریباً 0.15 درصد از بوزون‌های هیگز باید به یک بوزون Z و یک فوتون تجزیه شوند و جرم بوزون هیگز حدود 125 میلیارد الکترون ولت باشد. با این حال، داده‌های آزمایشی جدید از ATLAS و CMS نشان می‌دهد که نرخ پوسیدگی بسیار بیشتر از پیش‌بینی‌شده توسط مدل استاندارد است، زیرا پوسیدگی در حدود 6.6 درصد موارد رخ می‌دهد.

بوزون هیگز یک ذره بنیادی است که از تحریک کوانتومی میدان هیگز تولید می شود. طبق مدل استاندارد، به اصطلاح “ذره خدا” (که 11 سال پیش کشف شد) بسیار ناپایدار است و بلافاصله پس از تولید به ذرات دیگر تجزیه می شود. بوزون هیگز نیز جزء ضروری مدل استاندارد است، زیرا دانشمندان فکر می‌کنند که جرم بسیاری از ذرات بنیادی را می‌دهد.

چرا مهم است: از زمان کشف بوزون هیگز در سال 2012، دانشمندان به طور کامل این ذره عجیب را مورد مطالعه قرار داده اند و به دنبال سرنخ های جدیدی در مورد ماهیت واقعی ماده و جهان هستند. اکنون، محققان سرن می گویند که رفتار هیجان انگیز و حیاتی را با فروپاشی ذره مشاهده کرده اند که فراتر از مدل استاندارد فیزیک ذرات است.

این اولین شواهد از واپاشی بوزون هیگز به یک بوزون Z و یک فوتون دارای اهمیت آماری 3.4 سیگما است که هنوز برای طبقه بندی به عنوان اثبات واقعی مانند کشف بوزون هیگز (5-سیگما) کافی نیست. با این حال، داده های جدید می تواند به فصل های کاملاً جدیدی در نظریه فیزیک ذرات فراتر از مدل استاندارد اشاره کند. داده‌ها در طول اجرای دوم LHC که بین سال‌های 2015 و 2018 انجام شد، جمع‌آوری شد. قوی‌ترین شتاب‌دهنده ذرات جهان در حال حاضر سومین کار خود را انجام می‌دهد، بنابراین دقت اندازه‌گیری در مورد فیزیک واپاشی بوزون هیگز “Lovecraftian” باید ظرف چند سال آینده بهبود یابد. .

بخونید:  اپل برنامه خود تعمیری خود را به هشت کشور دیگر گسترش می دهد



منبع

ذره هیگز می تواند به طرق مختلف تجزیه شود و همیشه به دو ذره معمولی مانند دو فوتون تقسیم می شود. با این حال، یک بوزون هیگز مستقیماً به جفت جدید تجزیه نمی شود. در عوض، این فرآیند از طریق آنچه دانشمندان سرن به عنوان یک “حلقه” میانی از ذرات “مجازی” توصیف می کنند، طی می شود که “در وجود و خارج می شوند” و نمی توان مستقیما آنها را مشاهده کرد. در این حلقه های مجازی، ذرات هنوز کشف نشده ای وجود دارند که با بوزون هیگز تعامل دارند.

در خلال کنفرانس فیزیک برخورددهنده بزرگ هادرون که اخیراً در بلگراد برگزار شد، دانشمندان سرن اولین شواهدی از فرآیند نادری را اعلام کردند که از طریق آن یک ذره هیگز به یک بوزون Z و یک فوتون تجزیه می‌شود. بوزون AZ حامل “خنثی الکتریکی” نیروی ضعیف است، در حالی که یک فوتون حامل انرژی الکترومغناطیسی است.