A Higgs-bozon egy ritka bomlását figyelték meg a CERN-ben

Az ATLAS- és a CMS-kísérletek kutatóinak friss eredményei szerint úgy tűnik, hogy az elemi részecskék tömegéért felelős részecske két müonra is bomolhat.

A Higgs-bozon egy ritka bomlását figyelték meg a CERN-ben

Az eredményeket egy konferencián jelentették be a szakértők, és azokról a Wigner Fizikai Kutatóközpont is beszámol honlapján. Ez a típusú bomlás meglehetősen ritka, csak minden 5000. Higgs-bozon bomlik müonokra, a megfigyelés azonban azt mutatja, hogy a Higgs az úgynevezett második generációs elemi részecskékkel is kölcsönhatásba kerül, így ezek is tőle nyerik tömegüket – összhangban a részecskefizikai sztenderd modellel.

A teoretikus szinten évtizedekkel ezelőtt megjósolt Higgs-bozon létezését 2012-ben igazolták ténylegesen a CERN-ben, ahol nagyenergiájú protonütköztetések nyomán mutatták ki a részecskét. A Higgs-bozon nagyon rövid ideig létezik, és szinte azonnal más részecskékre esik szét, így vizsgálata javarészt a bomlástermékek tanulmányozása révén történik. A müonokra bomlásra a CMS-kísérlet jelentős, 3 szigmás, az ATLAS kicsit gyengébb, 2 szigmás bizonyítékot talált. Ez azt jelenti, hogy annak az esélye, hogy a megfigyelt bomlás valójában nem történt meg, hanem csak statisztikai fluktuáció, 1 a 700-hoz, illetve 1 a 40-hez. A két eredmény együttesen erős bizonyítékot szolgáltat a Higgs müonokra bomlására.

Galéria megnyitása

A Higgs-bozon az úgynevezett Higgs-mező kvantumos megjelenése, amely a vele kölcsönható elemi részecskéknek a Brout-Englert-Higgs mechanizmus által tömeget ad. A Higgs-bozon különféle részecskékre történő bomlásainak tanulmányozása által a fizikusok ki tudják következtetni a mezővel való kölcsönhatásuk erősségét: minél gyakoribb egy bomlás, annál erősebb a kölcsönhatás. Az ATLAS- és CMS-kísérletek során eddig már megfigyelték a W- és Z-bozonokra, nehezebb, harmadik generációs fermionokra (pl. tau-lepton) való bomlást.

A kölcsönhatást a nehéz kvarkokkal (b-kvark és t-kvark) 2018-ban mérték meg. A müonok sokkal könnyebbek, emiatt a Higgs-mezővel való kapcsolatuk is gyengébb, így a Higgs-bozon és a müonok közötti kölcsönhatás nyomait csak most, a folyamatosan növekvő érzékenységű detektorok és egyre nagyobb energiájú ütköztetések nyomán tudták felfedni.

A vizsgálatok során nagy kihívást jelent, hogy a Nagy Hadronütköztetőben minden egyes müonos Higgs-bozon bomlásra több ezer olyan müonpár esik, amelyek más folyamatok révén keletkeztek, de nagyon hasonló jeleket hagynak a detektorokban. A keresett bomlást tartalmazó események jellemzője, hogy a müonpárok tömege 125 GeV körüli, ami megegyezik a Higgs-bozon tömegével. A kiértékelés érzékenységét többféle technikával javították, így például a háttér kifinomult modellezése és a gépi tanulási algoritmusok alkalmazása révén.

Galéria megnyitása

Magyarországon az MTA-ELTE Lendület CMS Részecske- és Magfizikai Kutatócsoport, az Eötvös Loránd Tudományegyetem, a Wigner Fizikai Kutatóközpont, a debreceni Atommagkutató Intézet, valamint a Debreceni Egyetem mintegy negyven kutatója és diákja vesz részt a CMS együttműködés munkájában. A Wigner FK kutatói fontos szerepet játszottak a CMS belső szilícium nyomkövető detektorainak működtetésében és továbbfejlesztésében, míg a debreceni együttműködők a müonokat érzékelő külső detektorok helyzetmeghatározó rendszerén dolgoztak.

Mindkét detektor nélkülözhetetlen a müonok felismerésében. Az MTA-ELTE csoport az eseményeket valós időben kiválogató triggerek hatékonyságának és az adatok pontos mennyiségét meghatározó luminozitásnak a mérésében vállalt szerepet.

Neked ajánljuk

Kiemelt
Csak gépösszerakó
{{ voucherAdditionalProduct.originalPrice|formatPrice }} Ft
Ajándékutalvány
-{{ product.discountDiff|formatPriceWithCode }}
{{ discountPercent(product) }}
Új
Teszteltük
{{ product.commentCount }}
{{ product.displayName }}
csak b2b
{{ product.grossPrice|formatPriceWithCode }}
nem elérhető
{{ product.originalPrice|formatPriceWithCode }}
{{ product.grossPrice|formatPriceWithCode }}
{{ product.grossPrice|formatPriceWithCode }}
{{ product.displayName }}

Tesztek

{{ i }}
{{ totalTranslation }}
Sorrend

Szólj hozzá!

A komment írásához előbb jelentkezz be!
{{ orderNumber }}
{{ showMoreLabelTranslation }}
A komment írásához előbb jelentkezz be!
Még nem érkeztek hozzászólások ehhez a cikkhez!
Még nem érkeztek hozzászólások ehhez a cikkhez!
Segíts másoknak, mondd el, mit gondolsz a cikkről.

Kapcsolódó cikkek

Magazin címlap