CERN :Μια σπάνια διάσπαση του σωματιδίου Higgs ενδέχεται να μην συμφωνεί με τις θεωρητικές προβλέψεις
Παραδείγματα διαγραμμάτων Feynman για την διάσπαση του μποζονίου Higgs: 𝐻→𝑍𝛾Πρόκειται για την διάσπαση του μποζονίου Higgs προς ένα μποζόνιο Ζ και ένα φωτόνιο (γ).
Tα πειράματα ATLAS και CMS στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) στο CERN αναζήτησαν στα δεδομένα τους τη σπάνια διάσπαση του μποζονίου Higgs, Η→Ζγ, ανακαλύπτοντας μια ένδειξη διαφωνίας με τις θεωρητικές προβλέψεις του Καθιερωμένου Προτύπου των στοιχειωδών σωματιδίων.
Το 2012 έγινε έτος ορόσημο για τη σωματιδιακή φυσική με την ανακάλυψη του μποζονίου Higgs, η οποία συμπλήρωσε την λίστα όλων των σωματιδίων που προέβλεπε το Καθιερωμένο Πρότυπο. Αυτή η ανακάλυψη δεν σταμάτησε την αναζήτηση νέων σωματιδίων, την οποία οι φυσικοί συνέχισαν πραγματοποιώντας ακριβείς μετρήσεις σπάνιων διασπάσεων γνωστών σωματιδίων. Τα στοιχεία για νέα σωματίδια θα μπορούσαν να εμφανιστούν ως απόκλιση στον αριθμό τέτοιων διασπάσεων σε σχέση με τις προβλέψεις του Καθιερωμένου Προτύπου.
Χτες δημοσιεύθηκε στο περιοδικό PHYSICAL REVIEW LETTERS η μελέτη των δεδομένων από τα πειράματα του CERN, ATLAS και CMS, η οποία δείχνει την υπεραφθονία μιας σπάνιας διάσπασης του μποζονίου Higgs, που δεν είχε παρατηρηθεί ποτέ στο παρελθόν [Evidence for the Higgs boson decay to a Z boson and a photon at the LHC].
H καθιερωμένη θεωρία προβλέπει ότι από την διάσπαση 10.000 μποζονίων Higgs τα 15 διασπώνται προς ένα μποζόνιο Ζ και ένα φωτόνιο, και ότι σ’ αυτή τη διάσπαση μεσολαβεί ένα κορυφαίο (top) κουάρκ ή ένα μποζόνιο W. Όμως, άλλα θεωρητικά μοντέλα πέραν του Καθιερωμένου Προτύπου υποδεικνύουν ότι η διάσπαση αυτή θα μπορούσε επίσης να προκληθεί από ένα ή περισσότερα άγνωστα σωματίδια.
Για να διερευνήσουν αυτήν την πιθανότητα, τα πειράματα ATLAS και CMS αναζήτησαν σήματα διάσπασης Higgs προς ένα μποζόνιο Ζ και ένα φωτόνιο σε δεδομένα συγκρούσεων πρωτονίων με πρωτόνια που καταγράφηκαν από το 2015 έως το 2018. Τα μποζόνια Z διασπώνται προς δύο ηλεκτρόνια ή δύο μιόνια πριν φτάσουν στους ανιχνευτές. Οι φυσικοί επινόησαν μεθόδους ώστε να προσδιορίσουν αν οι υπογραφές ηλεκτρονίων, μιονίων και φωτονίων που βρέθηκαν στα δεδομένα προήλθαν από γεγονότα Η→Ζγ.
Η ανάλυση των δεδομένων έδειξε ότι ο αριθμός των διασπάσεων Η→Ζγ ήταν διπλάσιος από αυτόν που προβλέπει το Καθιερωμένο Πρότυπο. Προς το παρόν όμως τα δεδομένα δεν είναι αρκετά ώστε να αποκλειστεί η πιθανότητα στατιστικής διακύμανσης. Παρόλα αυτά, η εν λόγω δημοσίευση μας δείχνει έναν νέο τρόπο για την διερεύνηση ακραίων καταστάσεων που διαφεύγουν από την γνωστή θεωρία.
Σχόλια
Δημοσίευση σχολίου