Po šesti letech od objevu higgsova bosonu vědci pozorovali jeho teoreticky nejčastější rozpad

29. 08. 2018

Higgsův boson LHC Částicová fyzika

Ve velkém hadronovém urychlovači (LHC) se vědci věnují studiu fundamentálních částic, které tvoří běžnou hmotu kolem nás, tedy atomy, protony, kvarky a další. Jednou z takových částic je také higgsův boson, jehož existenci se v roce 2012 podařilo právě v LHC potvrdit. Jde o částici, která dává hmotě hmotnost a šlo o jednu z posledních důležitých částic hmoty předpovězených standardním modelem fyziky. Nyní se vědcům podařilo pozorovat rozpad higgsova bosonu na spodní kvarky, podle předpovědí standardního modelu by mělo jít o nejčastější výsledek jeho rozpadu. Od objevení higgsova bosonu před šesti lety však tento rozpad zatím nepozorovali.

Higgsův boson

Simulovaný model výstupu CMS detektoru LHC. Na obrázku je simulovaná kolize protonů, která vyústila ve vznik higgsova bosonu, který se následně rozpadl na dva hadrony a dva elektrony.

Image credit:

Higgsův boson se má podle standardního modelu nejčastěji rozpadat na dva spodní kvarky, má tomu tak být v asi 60 % případů. Ve zbylých situacích se rozpadá na jiné částice, které jsou však mnohdy snáze detekovatelné, například pár fotonů, který vědci pozorovali loni. Detekce rozpadu na kvarky navíc ztěžuje fakt, že kvarky jsou často výsledkem srážek protonů, ve kterých bosony vznikají a není tak lehké určit zda pochází z bosonu nebo protonu.

Aby se dostali ke kýženým výsledkům, spojili své síly vědci z experimentů Atlas a CMS, které s LHC pracují víceméně odděleně. Pracovali s daty posbíranými detektory za několik posledních let a zapojili sofistikované metody jejich zpracování. Z výsledků jim vyplynulo, že higgsův boson se rozpadá nejen na fotony nebo spodní kvarky, ale také na leptony třetí generace.

Další data z budoucího provozu LHC vědcům umožní pozorovat více případů a hlavně rozpady na menší, lehčí částice. Díky většímu množství dat budou také moci pomocí moderních analytických metod získat více informací o chování těchto subatomárních částic.