Физики ATLAS уточнили параметры самовзаимодействия бозона Хиггса

Коллаборация ATLAS представила результаты масштабного исследования парного рождения бозонов Хиггса на Большом адронном коллайдере. Анализ данных за последние девять лет позволил ученым установить наиболее жесткие на текущий момент рамки для силы взаимодействия частицы с самой собой. Это критический шаг к пониманию механизмов возникновения массы во Вселенной.

Исследователи сфокусировались на редчайшем сценарии распада, который называют «золотым». В этом процессе одна частица Хиггса превращается в два фотона, а вторая — в пару b-кварков. Несмотря на то что подобное событие происходит в среднем один раз на триллион столкновений протонов, оно обеспечивает исключительную чистоту измерений. Чтобы вычленить нужный сигнал из огромного массива фонового шума, команда использовала алгоритмы машинного обучения, обученные распознавать специфические траектории частиц.

Базой для работы послужил массив данных, накопленный за время второго этапа работы ускорителя (Run 2) и первых лет текущего цикла Run 3. Общий объем обработанной информации превысил 300 обратных фемтобарн, что эквивалентно тридцати квадриллионам столкновений. Такая плотность статистики позволила ограничить коэффициент самовзаимодействия бозона Хиггса диапазоном от −1,6 до 6,6 относительно предсказаний Стандартной модели. Также физики уточнили параметры связи Хиггса с векторными W- и Z-бозонами, сузив интервал до значений между −0,5 и 2,6.

Подготовка к High-Luminosity LHC

Текущие измерения пока не зафиксировали отклонений от теоретических ожиданий, однако они вплотную приближают науку к прямому наблюдению парного рождения бозонов. Полученные цифры станут фундаментом для будущих экспериментов на модернизированном коллайдере High-Luminosity LHC. Повышение светимости установки в несколько раз позволит детектору ATLAS фиксировать аномалии, которые могут указывать на существование физики за пределами известных законов и прояснить эволюцию космоса в первые секунды после Большого взрыва.