Le CERN voit la désintégration du boson de Higgs battre les règles du record

Les preuves découvertes au CERN pour une forme rare de désintégration du boson de Higgs pourraient être exactement ce dont les scientifiques ont besoin pour prouver l’existence de particules au-delà des prédictions du modèle standard de la physique des particules – au moins indirectement.

S’exprimant lors de la conférence Large Hadron Collider Physics la semaine dernière, des chercheurs travaillent sur une paire d’expériences du CERN – atlas Et CMS – Il a dit L’ensemble de données combiné fournit la première preuve d’un boson de Higgs se désintégrant en un boson Z (vecteur neutre) Faible force) et matelas.

Le boson de Higgs se désintègre de plusieurs façons. Il peut être divisé en quatre électrons, par exemple, ou une paire de cousins ​​​​plus lourds d’électrons, muon. Il est également possible que le boson de Higgs se désintègre en deux photons, mais c’est là que les choses commencent à devenir délicates et étranges : le boson de Higgs ne se désintègre pas tout de suite en deux photons.

Au lieu de passer directement du Higgs au photon, « le processus de désintégration se poursuit à travers des « anneaux » intermédiaires de particules « virtuelles » qui apparaissent et disparaissent et ne peuvent pas être détectés directement. Ces particules virtuelles peuvent inclure de nouvelles particules qui n’existent pas encore. – la particule non découverte interagit avec le boson de Higgs. “.

Comme la désintégration en deux photons, le boson de Higgs se désintègre en un boson Z et le photon traverse le même anneau de particules virtuelles, très probablement sans être détecté. Ce n’est pas tout : les résultats d’ATLAS/CMS montrent également que le modèle standard de la physique des particules, censé être résolu par le boson de Higgs, renvoie en fait à une théorie qui étend le modèle standard.

Selon le modèle standard et le CERN, environ 0,15 % du boson de Higgs devrait se désintégrer en bosons Z et en photons, mais les données montrent qu’il se produit en fait dans environ 6,6 % de la désintégration capturée par le Large Hadron Collider. Dans les modèles théoriques qui étendent le modèle standard à d’autres particules, le taux de désintégration boson/photon de Higgs Z diffère des 0,15 % prédits par le modèle standard standard. En d’autres termes, quelque chose d’intéressant et potentiellement inexploré se produit.

“Grâce à une combinaison minutieuse des résultats individuels d’ATLAS et de CMS, nous avons franchi une nouvelle étape dans la résolution d’un autre mystère du boson de Higgs”, a déclaré Pamela Ferrari, coordinatrice physique d’ATLAS.

Bien sûr, il y a aussi la certitude de cette découverte à évaluer, qui n’est pas aussi certaine que la découverte du boson de Higgs lui-même par des scientifiques du CERN en 2012. Entre-temps, la preuve du boson de Higgs a reçu une signification statistique de 5-Sigma (à peu près équivalente à une probabilité de 1 sur 3,5 millions) qu’il serait trouvé faux), la détection du boson Z/photon modulé uniquement par 3,4-Sigma – toujours une très faible probabilité d’être une observation incorrecte, mais plus grande que la détection de le boson de Higgs lui-même.

En d’autres termes, la science continue d’espérer que davantage d’observations de Higgs aideront à tout expliquer. “Cette étude est un test robuste du modèle standard”, a déclaré CMS Physics. « En exécutant le troisième LHC en cours et le futur collisionneur à haute luminosité, nous serons en mesure d’augmenter la précision de ces tests et d’étudier le Higgs encore plus rare. pourrir.” Coordinatrice Florencia Canelli. ®