Ученым впервые удалось измерить продолжительность жизни бозона Хиггса — 210 йоктосекунд

Физики, работающие на детекторе CMSCompact Muon Solenoid, компактный мюонный соленоид Большого адронного коллайдера, впервые смогли максимально точно измерить, сколько живет бозона Хиггса. Было известно, что эта элементарная частица существует очень недолго: лишь менее одной триллионной миллиардной доли секунды или 1.6×10-22 секунды.

Но ученым требовалось экспериментально более точно вычислить время жизни частицы. Это позволило бы им понять ее природу и узнать, соответствует ли это значение значению, предсказанному Стандартной моделью физики элементарных частиц. И да, оно совпало.

Согласно теории, эксперименты устанавливали лишь границы времени жизни частицы или определяли это свойство с большой погрешностью. Измерение времени жизни бозона Хиггса — сложная задача, поскольку прогнозируемое время его существования слишком мало, чтобы его можно было измерить его напрямую. Одно из возможных решений заключалось в измерении связанного свойства — ширины массы. Массовая ширина обратно пропорциональна времени жизни. Кроме того, она представляет собой небольшой диапазон возможных масс около номинальной массы частицы 125 ГэВ.

Поэтому физики произвели первое измерение ширины бозона Хиггса (H) во время второго запуска Большого адронного коллайдера. Они сосредоточились на данных о трансформации бозонов Хиггса в два Z-бозона, которые сами трансформируются в четыре заряженных лептона, либо в два заряженных лептона и два нейтрино.

Ученые получили первые доказательства образования бозонов Хиггса вне оболочки. Результат предполагает, что время жизни бозона Хиггса составляет 210 йоктосекунд — это порядка септиллионных долей секунды или десятичной точки, за которой следуют 22 нуля — (+2.3/-0.9) x 10-22. Здесь можно найти интерактивную модель события.

Бозон Хигса или хиггсон — элементарная частица, квант поля Хиггса, с необходимостью возникающий в Стандартной модели физики элементарных частиц вследствие хиггсовского механизма спонтанного нарушения электрослабой симметрии. Ее существование впервые удалось подтвердить в 2012 году в результате исследований на Большом адронном коллайдере.

В 2015 году физики обнаружили распад на два гамма-фотона частицы массой около 700 ГэВ, что может указывать на существование второго бозона Хиггса.

Источник