Fisikawan menemukan tanda-tanda pertama peluruhan boson Higgs yang langka: ScienceAlert

Pencarian hati-hati untuk transformasi boson Higgs yang sangat langka telah membuahkan hasil, memberikan bukti pertama dari proses yang dapat mengisyaratkan adanya partikel yang tidak diketahui.

Dengan merekonsiliasi hasil beberapa tahun proton menabrak dua detektor yang berbeda di CERN’s Large Hadron Collider (LHC), fisikawan telah meningkatkan akurasi statistik tingkat ‘penawaran kolektif’ yang terkenal dari sebuah partikel yang membusuk menjadi foton dan Z boson.

Hasil, dibagikan di Konferensi Fisika LHC Di Beograd minggu lalu, jauh lebih sedikit dari yang seharusnya Dianggap hebat. Tetapi proses itu sendiri dapat ditingkatkan untuk fokus pada gelembung kualitas kuantum, dan membantu menunjukkan dengan tepat di mana kekuatan baru yang eksotis dan blok bangunan mungkin berada.

Partikel Higgs menjadi kesayangan dunia fisika pada tahun 2012 ketika bukti keberadaannya dikonfirmasi oleh seorang fisikawan. atlas (atau “Perangkat LHC Loop”) f CMS (Compact Muon Solenoid) detektor di CERN.

Bukan hanya entri terbaru dalam peta besar partikel itu—Model Standar—yang dikonfirmasi secara eksperimental; Pengamatannya berjanji untuk menjadi jendela ke bagian tersembunyi dari alam kuantum.

Sebagian besar, mengetahui bahwa partikel Higgs dan medan terkaitnya ada berarti kita sekarang memahami mengapa partikel fundamental memiliki massa.

Karena energi dan massa adalah dua cara berbeda untuk menggambarkan jenis benda yang sama, upaya untuk mengelompokkan benda-benda besar dan tebal (seperti atom, molekul, dan gajah) berkontribusi pada proporsi yang signifikan dari massa benda.

Pada skala yang lebih kecil, upaya yang diperlukan untuk objek yang lebih mendasar seperti elektron atau quark untuk menjelajahi medan Higgs menjelaskan mengapa mereka memiliki massa statis, dan mengapa partikel seperti foton tidak.

Namun, sifat sosial medan dan buih bosonnya yang menggelegak membuatnya menjadi kandidat ideal untuk mencari tanda medan kuantum hipotetis dan partikel terkait yang biasanya tidak diketahui melalui cara yang lebih eksplisit.

“Setiap partikel memiliki hubungan khusus dengan boson Higgs, yang menjadikan pencarian peluruhan Higgs yang langka sebagai prioritas utama.” Dia berkata Koordinator Fisika CERN Atlas Experiment, Pamela Ferrari.

Partikel yang membusuk seperti merpati yang mati di tengah gedung pencakar langit – ini terjadi setiap saat, seringkali dengan berbagai cara, tetapi Anda akan beruntung menangkap lebih dari beberapa bulu yang melayang sebagai bukti kematiannya.

Untungnya, dengan menghitung semua ‘bulu’ dalam debu collider, fisikawan dapat membuat gambaran tentang berbagai cara partikel pecah dan dengan cepat muncul kembali menjadi benda baru.

Beberapa penyimpangan ini relatif umum, tetapi untuk partikel Higgs, transisi ke foton dan gaya nuklir lemah jarak pendek yang membawa boson Z adalah sekitar satu kejadian dalam seribu. Atau, seperti yang diharapkan dalam buku teks, sekitar 0,15% dari semua peluruhan Higgs.

Tapi inilah yang diharapkan oleh Model Standar. Betapapun berwawasannya teori hebat ini, kita tahu itu pasti gagal di beberapa titik, karena tidak banyak bicara tentang energi gelap yang memperluas ruang atau membengkokkan ruang dan waktu dengan cara seperti gravitasi.

Variasi apa pun dari gambar ini dapat digunakan untuk mendukung model alternatif yang mungkin menyisakan cukup ruang untuk menyesuaikan fakta yang tidak nyaman.

Mengetahui cara meningkatkan model fisika terbaik kita berarti menemukan sejumlah anomali yang saat ini tidak dapat dijelaskan. Seperti medan dan partikel aneh yang melakukan tindakan halus dan langka yang biasanya tidak kita sadari.

“Kehadiran partikel baru bisa berdampak sangat besar pada pola peluruhan Higgs yang langka,” Dia berkata Florencia Canelli, koordinator fisika di detektor lain CERN, CMS.

Saat ini, unicorn yang sulit ditangkap ini lebih legendaris dari sebelumnya. Hasilnya sejauh ini kira-kira berada dalam kisaran yang akan diprediksi oleh Model Standar.

Namun, hanya ada cukup data untuk membuat fisikawan cukup yakin bahwa hasilnya benar. Eksperimen yang lebih besar, mungkin dengan teknologi yang lebih baik, dapat mengungkap perbedaan kecil yang menyembunyikan jendela besar ke dalam rangkaian teori yang benar-benar baru.

“Studi ini adalah ujian kuat dari Model Standar,” Dia berkata canelli.

Dengan menjalankan LHC dan penerima yang ketiga secara terus-menerus LHC kilap tinggi, kami akan dapat meningkatkan akurasi tes ini dan menyelidiki Higgs yang langka. “