Сообщение об «увеличении количества хиггсовских бозонов» неверно отражает ситуацию

На днях в ряде СМИ прошло сообщение о том, что ученые якобы «увеличили количество хиггсовских бозонов до пяти». Налет сенсационности наводит на мысль, что был поставлен некий эксперимент, по результатам которого ученые стали склоняться к мысли, что в природе существует несколько хиггсовских бозонов. Вкупе с тем, что ни один хиггсовский бозон еще не открыт, это звучит несколько странно.

На самом деле ситуация выглядит следующим образом. Недавно коллаборация DZero, работающая на коллайдере Тэватрон, сообщила о различии в частоте рождения положительных и отрицательных мюонов (подробности см. в сообщении в блоге). Величина этого эффекта (мюонной асимметрии) оказалась в несколько десятков (!) раз больше, чем то, что предсказывается Стандартной моделью. Однако статистическая значимость сигнала невелика; он может легко оказаться просто артефактом детектора или методики извлечения сигнала. По этой причине заявление DZero не может считаться открытием и требует независимого подтверждения.

Если же предположить, что перед нами не артефакт и что такое сильное различие в частоте рождения мюонов и антимюонов действительно происходит, то тут может быть несколько объяснений. Одна из возможностей — сильные эффекты нарушения CP-четности в поведении нейтральных B_s-мезонов, распад которых и может привести к дисбалансу между мюонами и антимюонами. Однако «сестринский» эксперимент CDF, работающий на том же Тэватроне, совсем недавно показал, что вряд ли в этих мезонах происходит что-то настолько необычное, чтобы привести к столь сильной мюонной асимметрии. Как эти данные совместить с заявлением DZero — пока непонятно.

Тем не менее если предположить, что найдется способ объяснить несостыковку CDF и DZero (второе «если»!), то тогда можно начать проверять, какие из разнообразных теорий вне Стандартной модели могли бы дать такой сильный эффект. В принципе, кандидатов множество, поскольку теоретики уже не один десяток лет изучают возможные CP-нарушающие явления в разных теориях. Среди них есть и разнообразные неминимальные хиггсовские модели, в частности модель с двумя дублетами хиггсовских полей. В этой модели действительно имеется пять хиггсовских бозонов, однако тут важно не количество хиггсовских бозонов само по себе, а то, как они связаны с кварками внутри B_s-мезона. Именно необычное взаимодействие между кварками, возникающее за счет обмена тяжелыми хиггсовскими бозонами, и приводит к новым эффектам.

Выводы таковы:

• Неверно говорить, что «физики предположили, что хиггсовских бозонов пять». Они это предположили почти 40 лет назад, а сейчас просто сосчитали некий эффект в рамках этой модели.
• Неизвестно, реален ли тот эффект, который теоретики пытаются объяснить в этой модели. Экспериментальное свидетельство пока спорно.
• Поэтому ни о какой новой идее и ни о какой экспериментальной поддержке двухдублетной модели пока нет и речи. Имеется лишь рядовая теоретическая статья, в которой изучена одна из возможностей объяснить непонятный, но неподтвержденный пока экспериментальный эффект в поведении мюонов.