Higgs bozonunun yeni ölçümü şimdiye kadarki en doğru ölçüm: ScienceAlert

Ultra hızlı proton akımları çarpıştığında, Higgs bozonu çok kısa bir sürede ortaya çıkabilir. Daha hafif moleküllere ayrışır.

O anda fizikçiler, Standart Modeldeki en önemli ve anlaşılması en zor parçacığın kütlesini tahmin etmek için geriye doğru çalışabilirler.

Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nı (LHC) kullanarak şaşırtıcı sayıda proton çarpışmasının rakamlarını hesapladıktan sonra fizikçiler artık bu önemli özellik için şimdiye kadarki en doğru rakama sahipler.

İlk önce Temmuz ayında bildirildiEn son ölçümler dört yıllık bir döneme aittir Yaklaşık 9 milyon Higgs bozonu parçacığı Dünyanın en büyük ve en güçlü parçacık çarpıştırıcısı olan LHC’de üretilmesi bekleniyordu. Ancak Higgs’in yalnızca küçük bir kısmı deneysel olarak gözlemlendi.

Ancak bu, bu keşif üzerinde çalışan uluslararası bir araştırmacı ekibi için yeterliydi. Atlas deneyimiHiggs bozonunun kütlesinin şimdiye kadarki en hassas ölçümlerini elde etmek için LHC’deki iki dedektörden biri.

Higgs oldukça gizemli bir parçacıktır: bir kuantum alanından ortaya çıkar Evrenin her tarafına yayılanBu da diğer temel parçacıklara kütlelerini verir.

Standart Fizik Modeli’ndeki diğer parçacıkların kütleleri teoriden çıkarılabilirken, fizikçilerin Higgs kütlesini belirlemek için deneyler yoluyla nispeten körü körüne el yordamıyla ilerlemeleri gerekiyor.

Doğru bir ölçüm elde etmek önemlidir çünkü ölçüm diğer parçacıkların etkileşimlerini anlamada önemlidir.

Nispeten büyük kütlesi Higgs bozonunu kolayca gözlemlenebilir hale getirdi Çok talepkarAncak tahminlere göre Higgs kütlesinin mevcut ölçümleri modellerin önerdiğinden üç kat daha hafif.

Bu çelişkiler varken Henüz çözülmediBu son ölçümler, Higgs bozonunun kütlesine dair en iyi tahminimizi geliştiriyor. o nasıl Diğer moleküllerle ve kendisiyle etkileşime girer.

Araştırmacılar, 0,11 GeV belirsizlikle 125,11 GeV (GeV) Higgs bozonu kütlesi elde etmek için parçacık bozunumuna ve daha hassas kalibrasyonlara dayalı çeşitli kütle ölçümlerini birleştirdi. Bu A’dan az Kütle 125,35 GeV 2019’da yüzde 0,12 doğrulukla.

ATLAS işbirliğinin üyeleri, “Bu sonuç şu anda yüzde 0,09’luk temel nicelik doğruluğuyla Higgs bozonunun kütlesinin en hassas ölçümünü temsil ediyor” dedi. Kağıtlarına yaz.

Daha da önemlisi, ekibin tahmini, Higgs kütlesinin istatistiksel ve sistematik belirsizliğini başka bir dereceyle azaltıyor; bu belirsizlik, daha önce yerinde bırakılmıştı. Yorumlama için hareket alanı veri.

Daha kesin ölçümler elde etmek, fizikçilerin parçacık fiziğinin Standart Modelinin tahminlerini test etmelerine ve eğer varsa potansiyel sapmaları tespit etmelerine yardımcı olur.

Örneğin daha geçen yıl, W bozonu kütlesinin bugüne kadarki en hassas ölçümleri, temel parçacıklar ve bunların etkileşimleri konusunda en iyi çalışan modelimiz olmaya devam eden Standart Model’de bazı potansiyel çatlakları ortaya çıkardı. W bozonunun kütlesi, modelin tahmininin yedi standart sapma dışındaydı; Sonuç kimse tarafından beklenmiyordu.

Bu tür anormallikler, evrenle ilgili her şeyi açıklamayan Standart Model dışında yeni veya bilinmeyen olaylara işaret ediyor. Ancak doğruluk, kesinlik anlamına da gelmez; Bu olabilir Ölçümler yanlışTeori değil.

Higgs bozonuna gelince, son zamanlarda yapılan bu ölçümlere rağmen fizikçiler onun özelliklerini henüz belirleyemediler, hatta ona yakın bile değiller.

Örneğin, Higgs bozonu her zaman aynı kütleye sahip gibi görünmüyor; bunun yerine fizikçilerin “teklif” adını verdiği olası kütle aralığına sahip. 2022’de bilim insanları Tahminlerini hassaslaştırın Higgs bozonunu her zamankinden daha kesin bir şekilde ‘görüntüleyin’.

Ancak Higgs kütlesine ilişkin daha iyi ve daha doğru tahminler elde eden fizikçiler, gizemli parçacık hakkındaki bazı zor soruları yanıtlamaya yaklaşıyorlar: Higgs bozonu, Standart Model’in öngördüğü gibi kendisiyle etkileşime giriyor mu? Diğer moleküllere nasıl bağlanır?

değin Daha acımasız harikalar Bunlar arasında şunlar yer alıyor: Higgs’in henüz keşfedemediğimiz farklı versiyonları var mı ve Higgs, evreni dolduran ama daha önce kimsenin görmediği gizemli madde olan karanlık maddeyi anlamanın bir kapısı olabilir mi?

Elbette fizikçiler hala bunu yapıyor Üzerinde Diğer molekülleri arayın Bu, 2012’de Higgs’in keşfinden bu yana onları rahatsız eden bir anormallik olan Higgs bozonunun inanılmaz hafifliğini açıklayabilir.

ile Son promosyonlar Parçacık çarpışmalarının enerjisini ve yoğunluğunu artırmak için tasarlanan Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (LHC) artık tamamlandı ve geleceğe yönelik daha fazla iyileştirme planlanıyor. Ne olacağını kim bilebilir?

Çalışma şu tarihte yayınlandı: Fiziksel inceleme mektupları.