Рис. 1. Интенсивность рождения бозона Хиггса в пяти разных каналах по сравнению с предсказаниями Стандартной модели. Синим цветом показаны данные ATLAS, красным — CMS, черным — объединенные результаты. Пояснения см. в тексте. Изображение из обсуждаемой статьи
Всестороннее изучение хиггсовского бозона — один из ключевых пунктов научной программы Большого адронного коллайдера. За время сеанса Run 1 оба крупнейших детектора коллайдера, ATLAS и CMS, не только открыли эту частицу, но и измерили ее массу, зарегистрировали основные каналы рождения и распада, измерили связь бозона Хиггса с другими частицами и изучили другие его характеристики.
За прошедшие несколько лет ATLAS и CMS опубликовали уже свыше сотни статей, посвященных физике бозона Хиггса (новости по хиггсовской тематике см. в нашей отдельной ленте новостей). Почти все они содержали результаты каждого из этих двух экспериментов по отдельности. Но физикам, конечно, важно знать и суммарный результат: что мы в целом знаем сейчас про бозон Хиггса по итогам сеанса Run 1.
В прошлом году стартовала работа по объединению хиггсовских результатов двух групп. Весной были представлены объединенные данные по массе бозона, в сентябре — общие результаты по разным каналам рождения и распада. Все эти сообщения были сделаны на конференциях и носили пометку «предварительные».
На днях эта длительная процедура была завершена. В появившейся сегодня стостраничной статье за подписью обеих коллабораций представлен подробнейший отчет о том, как рождается, на что распадается и как взаимодействует бозон Хиггса. Для удобства читателей все иллюстрации и таблицы из статьи собраны на сайтах коллабораций (см., например, список на сайте CMS).
В целом, окончательные результаты не слишком отличаются от предварительных. Все ключевые числа остались при своих значениях. Если все измерения свести в одно число, то можно сказать, что измеренные свойства хиггсовского бозона совпадают с предсказаниями СМ на уровне 10%.
Хиггсовский бозон четко виден в двух каналах рождения: ggF (слияние глюонов) и VBF (слияние W или Z-бозонов). Получены также указания на еще три канала рождения: совместное рождение с W- или Z-бозоном (каналы WH и ZH) либо с топ-антитоп-парой (ttH). Интенсивность рождения в каждом канале по сравнению с предсказаниями Стандартной модели, которая традиционно обозначается буквой μ, показана на рис. 1. В четырех каналах рождения величина μ в пределах погрешности совпадает с единицей, т. е. данные не видят отклонений от СМ. В случае ttH-канала остается любопытное различие на более чем 2 стандартных отклонения (за этой аномалией мы следим на страничке Комбинация топ-антитоп-хиггс).
Аналогичные данные есть и по пяти каналам распада, которые уже надежно видны в данных. Была также проведена разбивка на отдельные комбинации «рождение + распад» и измерены константы связи с разными частицами.
Для примера, на рис. 2 показан один любопытный результат: измерение константы связи бозона Хиггса с фермионами (по вертикали) и с бозонами (по горизонтали). Здесь изображено вот что. Физики знают уже, что хиггсовский бозон очень похож на предсказания СМ, но они, тем не менее, хотят проверить, какие отклонения от СМ всё еще согласуются с данными. Один простой способ — взять и изменить все константы связи с фермионами в κF раз и все константы связи с бозонами в κV раз, затем пересчитать теоретические предсказания для этого случая и посмотреть, каким значениям (κF, κV) данные лучше всего соответствуют. На рис. 2 как раз показаны разными цветами результаты такого упражнения для пяти каналов распада.
Рис. 2. Контуры областей значений констант связи бозона Хиггса с фермионами и бозонами по сравнению с предсказаниями СМ для разных каналов распада. Изображение из обсуждаемой статьи
Видно, что каждый канал распада указывает на два слегка различающихся по форме «пятна» — по одному в области положительных и отрицательных значений κF. Получается, каждый конкретный канал в принципе допускает возможность, что «хиггсовский заряд» каждого фермиона — отрицательный, противоположный предсказаниям СМ. Если бы эта гипотеза подтвердилась, это был бы совершенно новый эффект, прямой выход за пределы Стандартной модели, и много теоретических публикаций всерьез рассматривали такую возможность.
Но на рисунке видно, что в отрицательной области пять отдельных пятен расползлись друг относительно друга. Они вовсе не согласуются друг с другом, не указывают на одно общее значение, как в положительной области. Поэтому можно сказать, что объединенные результаты ATLAS и CMS закрывают эту гипотетическую ситуацию.
Амазахи — белый север Африки 
Как нарастить ресницы самостоятельно – инструкция