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 РТУ МИРЭА и Сибирского федерального университета создали программный комплекс, который анализирует учебные планы вузов быстрее секунды и находит в них слабые места. Большинство учебных планов содержат скрытые противоречия, дублирования и неочевидные перекосы в подготовке специалистов. Это важно, потому что от качества учебного плана напрямую зависит, какие реальные навыки получат студенты и насколько они будут востребованы работодателями.
Ближайшие родственники человека — шимпанзе и бонобо — выстраивают дружественные связи по тем же принципам, что и люди, согласно теории социальных кругов. Исследователи впервые показали, что эта закономерность возникла задолго до появления человека.
Ученые обнаружили один из самых убедительных примеров гибели звезды редчайшего типа — взрыв светила оказался настолько мощным, что полностью уничтожил своего прародителя. Наблюдения сверхновой SN 2023vbw могут стать надежным подтверждением существования так называемых парно-нестабильных сверхновых — теоретически предсказанных космических катастроф, которые оставались практически неуловимыми на протяжении десятилетий.
Исследователи опросили более 60 тысяч испытуемых из разных стран и выяснили: чем больше человек зациклен на себе, тем холоднее он к своему партнеру. Правда, снижение накала страстей не всегда плохо, у этого есть и положительные стороны.
Около четырех миллиардов лет назад Солнечная система пребывала в хаосе: гигантские планеты сближались, меняли орбиты и выбрасывали своих соседей в межзвездное пространство. Хотя шансы на «выживание» лун Юпитера и Урана в этот период были крайне малы, астрономы показали, что их судьба может хранить следы древней катастрофы с участием «потерянной» планеты.
Изучив данные о скорости изменения температур ледяных спутников пятой и шестой планеты системы, астрономы обнаружили, что она слишком высока для по-настоящему ледяной поверхности. Оказалось, что эти тела покрыты материалом, по своим свойствам резко отличающимся от земного льда.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
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