ATLAS ограничил взаимодействие бозона Хиггса с самим собой
Участники эксперимента ATLAS на Большом адронном коллайдере усилили ограничения на сечение рождения пар бозона Хиггса и на его константу взаимодействия с самим собой. Для этого в общем массиве данных по протон-протонным столкновениям физики искали события, в которых один из бозонов распадался на два гамма-кванта, а другой — на b-кварк и b-антикварк. Пока что полученные ограничения сверху в четыре раза превышают предсказания Стандартной модели, но в будущем более точные измерения позволят проверить теорию на прочность и убедиться в нашем правильном понимании механизма Хиггса. Результаты ATLAS доступны на сайте эксперимента.
Бозон Хиггса — это квант хиггсовского поля, которое обеспечивает спонтанное нарушение симметрии электрослабых взаимодействий и приводит к существованию массы переносчиков слабого взаимодействия (W- и Z- бозонов) и ее отсутствие у глюонов и фотонов. Впервые существование такой частицы было предложен Хиггсом в 1964 году, а впоследствии механизм Хиггса стал неотъемлемой частью Стандартной модели — основополагающей теории в рамках физики элементарных частиц. Во многом именно для экспериментального подтверждения существования бозона Хиггса создавался Большой адронный коллайдер и конкретно эксперименты CMS и ATLAS. Именно они в 2012 году фактически сообщили (1, 2) об открытии бозона Хиггса, после чего задачи обоих экспериментов сместились в сторону изучения распадов этой частицы и связанных с ней редких процессов.
К таким редким процессам относится в том числе и одновременное рождение двух хиггсовских бозонов: его вероятность на три порядка меньше, чем рождение одного. С помощью изучения сечений таких событий физики могут получить представление о значении константы взаимодействия бозона Хиггса с самим собой — важной характеристики хиггсовского поля. На Большом адронном коллайдере рождение пар хиггсовских бозонов можно увидеть при столкновении протонов в процессе слияния глюонов. В первом порядке такой процесс может происходить по двум каналам, причем два этих канала подавляют друг друга (из этого и происходит его редкость), и только на один из них влияет столь интересная физикам константа взаимодействия бозона Хиггса