Участники коллаборации ATLAS, работающие на Большом адронном коллайдере, представили новые результаты исследований, которые приближают науку к разгадке тайн бозона Хиггса. На Европейской конференции по физике высоких энергий во французском Марселе были представлены два исследования, посвященные чрезвычайно редким процессам распада этой частицы, что может указывать на существование физики за пределами Стандартной модели.
Один из изученных процессов — это распад бозона Хиггса на пару мюонов, который происходит крайне редко, примерно в одном из пяти тысяч случаев. Это направление исследований открывает наиболее прямой путь к изучению взаимодействия частицы с фермионами второго поколения, помогая понять происхождение массы у разных классов частиц. Объединив данные, полученные в ходе второго и третьего запусков коллайдера, ученые ATLAS получили свидетельства этого распада со статистической значимостью в 3,4 стандартных отклонения, что означает крайне низкую вероятность случайного совпадения.
Второе исследование было посвящено еще более сложному для обнаружения процессу — распаду бозона Хиггса на Z-бозон и фотон. Этот путь распада особенно интересен физикам, поскольку он происходит через промежуточную «петлю» виртуальных частиц. Если в этой петле участвуют еще не открытые частицы, то изучение процесса может дать ключ к новой физике. Последний анализ данных также показал превышение сигнала над фоном, достигнув самой высокой на сегодняшний день чувствительности для измерения этого канала распада.
Основная сложность в подобных исследованиях заключается в том, чтобы выделить слабый и редкий сигнал на фоне огромного количества побочных процессов. Для повышения точности своих поисков исследователи ATLAS применили передовые подходы к моделированию фоновых событий, а также усовершенствовали стратегии отбора данных. Успех стал возможен благодаря большому объему качественных данных, предоставленных Большим адронным коллайдером, и высокой эффективности самого эксперимента ATLAS.
