Des physiciens découvrent les premiers signes de la désintégration rare du boson de Higgs : ScienceAlert

Une recherche minutieuse de la transformation extrêmement rare du boson de Higgs a porté ses fruits, fournissant la première preuve d’un processus qui pourrait suggérer l’existence d’une particule inconnue.

En réconciliant les résultats de plusieurs années de protons frappant deux détecteurs différents au Grand collisionneur de hadrons (LHC) du CERN, les physiciens ont augmenté la précision statistique du fameux niveau de « fourniture collective » d’une particule se désintégrant en un photon et Boson Z.

Résultats, partagés sur Conférence de physique du LHC A Belgrade la semaine dernière, c’était beaucoup moins que ce qu’il aurait dû être Considéré comme excellent. Mais le processus lui-même pourrait être étendu pour se concentrer sur les bulles de qualité quantique et aider à identifier où pourraient se trouver de nouveaux pouvoirs exotiques et des blocs de construction.

La particule de Higgs est devenue la coqueluche de la physique en 2012 lorsque la preuve de son existence a été confirmée par un physicien. atlas (ou « LHC Loop Device ») f CMS (Compact Muon Solenoid) détecteur du CERN.

Ce n’était pas seulement l’entrée la plus récente sur la carte des particules – le modèle standard – qui a été confirmée expérimentalement ; Ses observations promettent d’être une fenêtre sur des parties cachées du domaine quantique.

Pour l’essentiel, savoir que la particule de Higgs et son champ associé existent signifie que nous comprenons maintenant pourquoi les particules fondamentales ont une masse.

Étant donné que l’énergie et la masse sont deux manières différentes de décrire le même type d’objet, la tentative de regrouper des objets volumineux et volumineux (tels que des atomes, des molécules et des éléphants) contribue à une proportion significative de la masse d’un objet.

À plus petite échelle, l’effort requis pour que des objets plus élémentaires comme les électrons ou les quarks explorent le champ de Higgs explique pourquoi ils ont une masse statique et pourquoi des particules comme les photons n’en ont pas.

Cependant, la nature sociale du champ et sa mousse de bosons bouillonnante en font un candidat idéal pour rechercher des signatures de champs quantiques hypothétiques et de particules associées qui sont généralement inconnues par des moyens plus explicites.

“Chaque particule a une relation particulière avec le boson de Higgs, ce qui fait de la recherche de désintégrations rares de Higgs une priorité absolue.” Il a dit Pamela Ferrari, coordinatrice de la physique de l’expérience Atlas du CERN.

Les particules en décomposition sont comme une colombe morte au milieu d’un gratte-ciel – cela arrive tout le temps, souvent de différentes manières, mais vous aurez de la chance d’attraper plus que quelques plumes flottantes comme preuve de sa mort.

Heureusement, en comptant toutes les « plumes » dans la poussière du collisionneur, les physiciens peuvent se faire une idée des nombreuses façons dont les particules se séparent et réapparaissent rapidement en de nouvelles choses.

Certaines de ces déviations sont relativement courantes, mais pour la particule de Higgs, la transition vers les photons et la force nucléaire faible à courte portée qui transporte le boson Z est d’environ une occurrence sur mille. Ou, comme on pouvait s’y attendre dans les manuels, environ 0,15% de toute la désintégration de Higgs.

Mais c’est ce qu’attend le modèle standard. Aussi perspicace que soit cette grande théorie, nous savons qu’elle est vouée à l’échec à un moment donné, car elle a peu à dire sur l’expansion de l’espace par l’énergie noire ou sur la déformation de l’espace et du temps d’une manière gravitationnelle.

Toute variation de ce chiffre peut être utilisée pour soutenir un modèle alternatif qui pourrait laisser suffisamment de place pour tenir compte des faits gênants.

Savoir améliorer nos meilleurs modèles de physique, c’est découvrir un certain nombre d’anomalies actuellement inexpliquées. Comme des champs et des particules étranges qui effectuent des actions subtiles et rares dont nous ne sommes généralement pas conscients.

“La présence de nouvelles particules peut avoir un impact profond sur le modèle de désintégration rare de Higgs”, Il a dit Florencia Canelli, coordinatrice de la physique des autres détecteurs du CERN, CMS.

Aujourd’hui, cette licorne insaisissable est plus légendaire que jamais. Jusqu’à présent, les résultats se situent à peu près dans la fourchette prévue par le modèle standard.

Cependant, il n’y a que suffisamment de données pour que les physiciens soient raisonnablement certains que les résultats sont corrects. Des expériences plus importantes, peut-être avec une meilleure technologie, pourraient révéler de minuscules différences qui cachent d’énormes fenêtres sur des ensembles de théories complètement nouveaux.

“Cette étude est un test puissant du modèle standard”, Il a dit canelli.

En faisant fonctionner le LHC et le troisième récepteur en continu LHC haute brillance, nous pourrons améliorer la précision de ce test et étudier le rare Higgs. “