Поиск бозона Хиггса: результаты

Текущая ситуация

Ситуация по состоянию на март 2015 года такова:

  • Открыт хиггсовский бозон с массой примерно 125 ГэВ. Его свойства не противоречат Стандартной модели, см. подробности на странице Изучение хиггсовского бозона.
  • Если первоначальное заявление об открытии основывалось на совокупном анализе всех каналов распада, то сейчас хиггсовский сигнал достоверно виден в γγ-, ZZ-, и WW-распадах по отдельности, а также заметен в распаде на тау-лептоны.
  • Других хиггсовских бозонов, в том числе заряженных, пока не обнаружено.

Ключевые научные статьи:

Подробные новости на «Элементах»:

Хронология поиска и промежуточные результаты

Самые последние данные наверху; ссылки даются либо на статьи, либо на предварительные результаты на сайте коллабораций. Приводятся также ссылки на новости на «Элементах».

Дата Коллаборация Подробности поиска Результат Ссылки
январь 2015 ATLAS распад на тау-лептоны; полная статистика LHC Run I Хиггсовский сигнал четко виден в тау-лептонном распаде; статистическая значимость составляет 4,5σ. статья; «Элементы»
декабрь 2014 CMS «статья-наследие» (legacy paper): окончательные результаты всех свойств хиггсовского бозона на статистике LHC Run I Измерены все характеристики хиггсовского бозона по пяти каналам распада. статья; графики и числа
декабрь 2014 ATLAS распад на WW* с последующими их лептонными распадами; полная статистика LHC Run I Открытие хиггсовского бозона по одному лишь WW*-каналу; статистическая значимость сигнала 6,1σ. Намеки на рождение бозона Хиггса через слияние двух W-бозонов. статья; «Элементы»
август 2014 ATLAS двухфотонный распад; полная статистика LHC Run I Новое измерение вероятности распада на два фотона с разбивкой по разным каналам рождения; статистическая значимость сигнала 5,2σ; исчезла аномалия в двухфотонном распаде. статья; «Элементы»
июль 2014 CMS распад на два фотона; полная статистика LHC Run I Открытие хиггсовского бозона по одному лишь γγ-распаду; статистическая значимость сигнала 5,7σ; исчезла аномалия в двухфотонном распаде. статья; «Элементы»
январь 2014 CMS распады бозона на тау-лептоны и на b-кварки Хиггсовский сигнал начинает проступать в этих двух каналах; совокупная статистическая значимость 3,8σ. статья; «Элементы»
март 2013 CMS подробная статья про открытие бозона; статистика 5 fb–1 на 7 ТэВ и 5 fb–1 на 8 ТэВ Четкий пик вблизи 125,3 ГэВ, статистическая значимость . статья
март 2013 ATLAS три канала распада (γγ, ZZ → 4l, WW) на статистике 25 fb–1 Четкий пик вблизи 125,5 ГэВ, статистическая значимость 10σ. Графики: gamgam, ZZ, WW; «Элементы»
март 2013 CMS все каналы распада на статистике вплоть 25 fb–1 Четкий пик вблизи 125,7 ГэВ, статистическая значимость выше ; необычное изменение γγ-сигнала. PAS; «Элементы»: общая картина, γγ-сигнал
1.08.2012 ATLAS три канала распада (γγ, ZZ, WW) на статистике 4,8 fb–1 (при 7 ТэВ) и 5,9 fb–1 (при 8 ТэВ), остальные каналы только на статистике 2011 года Превышение вблизи 126,0 ГэВ, статистическая значимость 5,9σ. статья, «Элементы»
1.08.2012 CMS все каналы распада на статистике 5,1 fb–1 (при 7 ТэВ) и 5,3 fb–1 (при 8 ТэВ) Превышение вблизи 125,3 ГэВ, статистическая значимость 5,0σ. статья, «Элементы»
4.07.2012 ATLAS два канала распада (γγ, ZZ → 4l) на статистике 4,8 fb–1 (при 7 ТэВ) и 5,9 fb–1 (при 8 ТэВ), остальные каналы только на статистике 2011 года Превышение вблизи 126,5 ГэВ, статистическая значимость . доклад; Note, графики; «Элементы»
4.07.2012 CMS все каналы распада на статистике 5,1 fb–1 (при 7 ТэВ) и 5,3 fb–1 (при 8 ТэВ) Превышение вблизи 125,3 ГэВ, статистическая значимость 4,9σ. доклад; TWiki; PAS; «Элементы»
март 2012 ATLAS все каналы распада, статистика 4,9 fb–1 Превышение сигнала над фоном вблизи 126 ГэВ, статистическая значимость 2,5σ. Note; «Элементы»
март 2012 CMS все каналы распада, статистика 4,8 fb–1 Превышение сигнала над фоном вблизи 125 ГэВ, статистическая значимость 2,8σ. TWiki, PAS; «Элементы»

Ситуация на февраль 2012 года

По состоянию на февраль 2012 года ситуация с выполнением этих задач была такова:

Заранее не известно, существует ли хиггсовский бозон, а если существует, то какой он обладает массой и сколько разных типов бозона Хиггса есть в природе. Поэтому поиск хиггсовского бозона ведется сразу в широком диапазоне масс от 110 до 600 ГэВ (ниже 114 ГэВ бозон Хиггса закрыт по данным LEP, выше нескольких сотен ГэВ бозон Хиггса уже будет нестандартным). Он включает в себя две главные задачи:

  • найти хиггсовский бозон с каким-то значением массы,
  • убедиться, что хиггсовского бозона нет в других диапазонах масс.

  • хиггсовский бозон пока не найден; однако имеется некоторое превышение данных над фоном в районе 125 ГэВ, которое выглядит похожим на проявление бозона Хиггса.
  • закрыт практически весь диапазон возможных масс стандартного бозона Хиггса, за исключением узкой области в районе 115–130 ГэВ.

Ожидается, что ситуация окончательно прояснится примерно к осени 2012 года.

Хронология поиска и промежуточные результаты (на февраль 2012)

Самые последние данные наверху; ссылки даются либо на статьи, либо на предварительные результаты на сайте коллабораций. Приводятся также ссылки на новости на «Элементах».

Дата Коллаборация Подробности поиска Результат Ссылки
13.12.2011 ATLAS два канала распада (γγ, ZZ → 4l) на статистике 4,9 fb–1; остальные каналы на статистике <2 fb–1 Не исключенными остаются интервалы масс 115–131 ГэВ и 237–251 ГэВ; обнаружено превышение над фоном при 126 ГэВ с локальной статистической значимостью 3,6σ. TWiki, Note; «Элементы»
11.12.2011 CMS пять каналов распада (γγ, bb, ττ, WW, ZZ); статистика 4,7 fb–1 Не исключенным остается интервал масс 110–127 ГэВ; есть небольшое превышение над фоном вблизи 125 ГэВ. TWiki, PAS; «Элементы»
18.11.2011 ATLAS + CMS объединение двух экспериментов по всем каналам распада на статистике 1,0–2,3 fb–1 На уровне достоверности 95% закрыта область масс 141–476 ГэВ. TWiki, PAS
24.07.2011 ATLAS статистика 1,0–1,2 fb–1 На уровне достоверности 95% закрыты области масс 155–190 ГэВ и 295–440 ГэВ. доклад, Note; «Элементы»
24.07.2011 CMS статистика 1,0 fb–1 На уровне достоверности 95% закрыты области масс 149–206 ГэВ и 300–440 ГэВ. доклад, PAS; «Элементы»
1/03/2011 CMS канал распада WW; статистика 0,036 fb–1 Чувствительности пока не хватает для исключения какого-либо диапазона масс стандартного хиггсовского бозона. статья; «Элементы»

 
Поиск нестандартных хиггсовских бозонов

Обнаружение одного хиггсовского бозона не означает, что поиск завершен. Многие теории предсказывают существование сразу нескольких типов хиггсовского бозона: заряженных, многократно заряженных, фермиофобных (то есть не взаимодействующих с фермионами, а в остальном таких же, как в Стандартной модели). Их поиск (а значит, и проверка этих теорий) будет продолжаться и дальше.

Дата Коллаборация Подробности поиска Результат Ссылки
февраль 2015 ATLAS поиск псевдоскалярного хиггсовского бозона, распадающегося на Z-бозон и хиггс; статистика 20 fb–1 Тяжелый бозон не найден; получено ограничение на сечение его рождения в области масс до 1 ТэВ. статья
декабрь 2014 ATLAS поиск заряженного хиггсовского бозона, возникающего в распаде топ-кварка и распадающегося в свою очередь на тау-лептон и нейтрино; статистика 20 fb–1 Заряженный бозон не найден; получено ограничение на сечение его рождения в области масс до 1 ТэВ. статья
октябрь 2014 CMS поиск дополнительных тяжелых хиггсовских бозонов и их распадов на обычные бозоны Хиггса; статистика 20 fb–1 Новых бозонов не найдено; получено ограничение на сечение их рождения. статья
август 2014 CMS поиск новых хиггсовских бозонов суперсимметричных теорий, распадающихся на тау-лептоны; полная статистика LHC Run I Новых бозонов не найдено; получено ограничение на сечение их рождения. статья
март 2013 CMS поиск тяжелой дополнительной копии стандартного хиггсовского бозона; статистика 10 fb–1 Тяжелый бозон не найден; его существование исключено в области масс от 145 до 710 ГэВ. статья
11.07.2012 CMS поиск дважды заряженного бозона Хиггса Φ++--; статистика 4,9 fb–1 Бозон не найден; ограничение снизу на его массу варьируют от 200 до 450 ГэВ в зависимости от модели. статья
4.07.2012 CMS поиск фермиофобного бозона Хиггса; каналы распада на γγ, WW, ZZ; статистика 5,1 fb–1 Бозон не найден и на уровне достоверности 95% он исключен в области масс 110–194 ГэВ. статья
25.05.2012 CMS поиск заряженного бозона Хиггса в распадах t-кварка; канал распада H± → τ±ν; статистика 2 fb–1 Бозон не найден; вероятность распада t → H+b не превышает 2–3%. статья
3.05.2012 ATLAS поиск фермиофобного бозона Хиггса в распаде на два фотона; статистика 4,9 fb–1 Найдено превышение над фоном в области 125,5 ГэВ, локальная статистическая значимость 2,9σ. статья
12.04.2012 ATLAS поиск заряженного бозона Хиггса в распадах t-кварка; канал распада H± → τ±ν; статистика 4,6 fb–1 Бозон не найден; вероятность распада t → H+b не превышает нескольких процентов. статья

Дополнительные ссылки:

Элементы

© 2005-2017 «Элементы»