Улучшено ограничение сверху на ширину бозона Хиггса

Хиггсовский бозон — нестабильная частица. Он распадается, а значит, обладает неопределенностью массы, которую называют шириной. Ширина стандартного хиггсовского бозона вычисляется теоретически, и для измеренной массы 125 ГэВ она равна примерно 4,1 МэВ. Если бы детектор измерял энергии абсолютно точно, он бы увидел хиггсовский бозон в виде узкого пика такой ширины. Однако погрешность измерений энергии на LHC в сотни раз больше. Поэтому измерить ширину напрямую, через профиль хиггсовского резонанса, нереально.

Однако несколько лет назад был предложен и затем реализован новый, косвенный, метод измерения ширины (см. подробности в новости Новый метод позволил наложить рекордное ограничение на время жизни хиггсовского бозона). Этот метод опирается на сравнение интенсивности рождения ZZ-пары прямо на хиггсовском резонансе и вдалеке от резонанса, при больших инвариантных массах. Пусть он не смог пока измерить ширину, но, к удивлению многих, он сразу позволил установить ограничение сверху в 22 МэВ, то есть всего в пять раз больше предсказаний СМ.

Недавно коллаборация CMS выполнила аналогичный анализ, но уже с WW-парами. Оказалось, что метод работает и для этих частиц, и, что удивительно, здесь тоже было получено существенно лучшее ограничение, чем изначально ожидалось.

Объединение результатов всех методик позволило установить новое ограничение сверху на ширину бозона Хиггса: 13 МэВ на уровне достоверности 95%. Это всего втрое больше ожидаемой ширины. Таким образом, с дальнейшим накоплением статистики есть шанс начать чувствовать эту величину. Если это удастся, физики смогут проверить, не распадается ли бозон Хиггса на какие-то невидимые для детекторов частицы.