Детектор ATLAS впервые зафиксировал распад бозона Хиггса на пару мюон — антимюон
Исследователи проанализировали огромный массив данных столкновений элементарных частиц и впервые выявили статистически значимые свидетельства распада бозона Хиггса на мюон и антимюон. Это подтвердило, что фундаментальный механизм наделения массой работает не только для тяжелой материи, но и для более легких частиц.
Бозон Хиггса открыли более 10 лет назад, и это событие объяснило механизм появления массы во Вселенной. Согласно теории, элементарные частицы приобретают вес при прохождении через особое поле. Чем сильнее частица «вязнет» в этом поле и взаимодействует с его проявлением — бозоном, — тем она тяжелее.
Ранее наука получила твердые доказательства связи бозона с самыми тяжелыми частицами материи, которые физики относят к третьему поколению. Примером служат топ-кварки. Чем больше масса, тем проще заметить след взаимодействия. Для более легких объектов второго поколения такой механизм долгое время оставался лишь теоретическим предположением. Ученым не хватало чувствительности приборов и накопленной статистики.
Мюоны принадлежат именно ко второму поколению материи. Они похожи на электроны, но весят примерно в 200 раз больше. Распад бозона Хиггса на мюон и антимюон случается крайне редко — примерно в одном из 5000 случаев. Поймать такое событие на детекторах очень сложно, оно теряется на фоне миллиардов других процессов в коллайдере.
Группа исследователей работала с данными детектора ATLAS, который установлен на Большом адронном коллайдере в европейском центре CERN. Чтобы «разглядеть» редкий сигнал, авторы объединили информацию, накопленную за два длительных периода работы ускорителя — сеансы Run 2 и недавний Run 3. Результаты опубликованы в журнале Physical Review Letters.
Физики изучали протонные столкновения на рекордных энергиях — до 13,6 тераэлектронвольта. В этом хаосе рождались и мгновенно распадались мириады частиц. Задача состояла в поиске пар из мюона и антимюона, которые возникли именно из бозона Хиггса, а не из других источников.
Главная проблема заключалась в отделении «зерна от плевел». Мюонные пары часто рождаются в процессах, не связанных с Хиггсом. Чтобы исключить этот фоновый шум, специалисты разделили события на категории в зависимости от характеристик и применили методы машинного обучения для классификации сигналов. Это позволило точнее восстановить картину происходящего в сердце детектора.
Анализ объединенных данных выявил избыток событий над фоном. Значит, детектор зафиксировал больше пар мюонов, чем создают обычные случайные помехи. Статистическая значимость результата составила 3,4 стандартного отклонения.
В науке о частицах этот показатель говорит о том, что вероятность случайной ошибки ничтожно мала. Он превысил результаты конкурирующего эксперимента CMS, где значимость достигла 3,0. Сила сигнала составила 1,4 от ожидаемой по теории величины, что находится в пределах допустимой погрешности.
Работа экспериментально доказала, что мюоны получают свою массу именно через хиггсовский механизм. Это наблюдение стало первым прямым свидетельством взаимодействия бозона с материей второго поколения. Стандартная модель физики элементарных частиц успешно прошла очередную строгую проверку.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые создали математическую модель, которая показала вероятную гибель древнего спутника Венеры из-за гравитационных сил. Теоретическое исследование предлагает один из сценариев развития Солнечной системы, чтобы понять причины кардинальных различий в эволюции Земли и ее соседки.
Ученые из МФТИ и ИППИ РАН выяснили, что у квантовых полей вблизи черных дыр (или ускоренно расширяющейся Вселенной) есть «порог нагрева». До этого порога чем выше температура, тем быстрее поле «забывает» свое прошлое. А выше порога нагрев уже не помогает: скорость забывания становится постоянной и определяется не температурой, а самой формой пространства (например, размером горизонта).
Почему один человек легко заводит друзей, а другой предпочитает держаться в стороне? Откуда берется привычка все планировать? Почему некоторые люди сомневаются в себе? Международный коллектив ученых проанализировал данные о геномах миллиона человек и выявил 1260 независимых генетических вариантов, связанных с основными пятью чертами личности человека. Результаты исследования показали, что на индивидуальные особенности личности влияет не только воспитание, опыт и окружающая среда, но также гены.
Группа российских исследователей, в которую вошли океанологи Санкт-Петербургского университета, выявила существование ранее неизвестных механизмов распространения «волн Россби». В ходе работы им удалось зафиксировать точки, где перенос энергии прекращается, а траектории движения воды претерпевают изменения. Дополнительно ученые обнаружили асимметрию в динамике волновых процессов, зарождающихся у западных и восточных прибрежных течений.
Международная группа физиков зафиксировала под землей в США аномальный всплеск энергии, похожий на прямое столкновение невидимой частицы темной материи с обычным веществом. Подземные датчики поймали сигнал, который не удалось списать ни на один из известных науке видов радиации или фоновых помех.
Мумии сохраняют следы не только болезней и травм, но и самих процедур, которым подвергали тела после смерти. Компьютерная томография головы мумии, много десятилетий пролежавшей в музее, раскрыла не совсем привычный способ извлечения мозга и другие детали бальзамирования.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии