ICHEP 2016: ttH-аномалия пока держится
Несмотря на то что хиггсовский бозон выглядит в данных Большого адронного коллайдера очень стандартным, пара любопытных отклонений от Стандартной модели у него всё же обнаружилась по итогам сеанса Run 1. Одно из них — это аномально высокая вероятность рождения бозона Хиггса вместе с топ-антитоп-кварковой парой, или ttH-отклонение. Это один из редких каналов рождения бозона Хиггса, который, к тому же, довольно сложен для выделения (на рис. 1 показано событие с лептонами и семью адронными струями, прошедшее все стадии отбора). Физики вообще не рассчитывали его увидеть в данных Run 1, но, к своему удивлению, увидели.
По данным детектора CMS в сеансе Run 1, интенсивность хиггсовского сигнала — то есть измеренное сечение рождения по сравнению с предсказаниями Стандартной модели — составила \(\mu = 2.9^{+1.0}_{-0.9}\), что на 2,1σ отличается от СМ (μ = 1). Аналогичный анализ ATLAS не прояснил ситуацию: там интенсивность оказалась μ = 1,7±0,8, что согласуется и со Стандартной моделью, и с данными CMS. По сумме двух экспериментов отклонение оставалось на уровне статистической значимости 2,3σ.
Сейчас, в рамках сеанса Run 2, коллайдер работает на энергии 13 ТэВ. Особенность этого процесса по сравнению с остальной хиггсовской физикой в том, что его сечение очень быстро растет с повышением энергии. При переходе с 8 на 13 ТэВ оно возрастает почти в 4 раза. Поэтому уже той статистики, которую детекторы накопили в этом году, может хватить для серьезного обновления статуса ttH-отклонения.
На проходящей сейчас конференции ICHEP 2016 обе коллаборации обновили свои результаты по процессу топ-антитоп-хиггс. ATLAS получил результат, близкий к собственному значению Run 1: μ = 1,8±0,7 (см. рис. 2).
Рис. 2. Интенсивность хиггсовского сигнала в канале рождения ttH по отношению к предсказаниям Стандартной модели по данным ATLAS. Первые три значения отвечают разным вариантам распада бозона Хиггса, четвертое значение — объединенный результат 2016 года, последняя точка — результат ATLAS Run 1. Изображение с сайта atlas.web.cern.ch
CMS несколько снизил свою оценку: μ = 2,0+0,8–0,7 в многолептонном канале распада и μ = 1,9+1,5–1,2 в двухфотонном канале. В целом отклонение слегка просело по сравнению с Run 1, так что ни о каком подтвержденном указании на Новую физику говорить пока не приходится. Более того, даже сам факт регистрации рождения бозона Хиггса в ttH-канале (то есть отличие μ от нуля), строго говоря, пока не может считаться достоверно подтвержденным. Тем не менее тот факт, что сигнал проступает и превышение вроде бы сохраняется, оставляет физикам некоторую надежду на обнаружение здесь в будущем чего-то нестандартного.
-
Как же сложно стало делать открытия в области физики элементарных частиц, к сожалению все намеки на отклонения от Стандартной модели в скором времени закрываются после их обнаружения. Сколько было надежд на БАК, природа "играет" злую шутку. Но какая же хорошая была идея Суперсимметрии, так логично и изящно решала многие вопросы, а в итоге оказывается мы совсем не понимаем мир за пределами Стандартной модели и даже не можем предложить теорию (могу ошибаться) если идея Суперсимметрии и теория Струн окажутся всего лишь изящной идеей теоретиков, но не относящихся к этому миру. А так все хорошо начиналось бозон Хиггса, и некоторые его свойства описывались Суперсимметрией и теорией Струн (масса была предсказана 126 ГэВ в рамках теории Струн), казалось бы увеличим мощность, светимость и вот попрут результаты, но БАК на максимальной мощности и ничего существенного, есть ли еще какие-то надежды? Постоянно жду хороших вестей, все эти теории не выходят из головы, будд-то находимся на пороге открытия чего-то большего, но что нас ждет: уникальные открытия или глубокое разочарование? Надеюсь, что все таки Стандартная модель перестанет отступит и будут еще результаты, пойду выпью за БАК.
-
Сигнал от искомых процессов всегда ищут на фоне посторонних процессов: находят наилучшее описание фона в широкой области, а затем считают, сколько получилось событий в сигнальной области НАД фоном. Но если сигнал слабенький, а в сигнальной области случилась статистическая флуктуация вниз, то выходит, что число событий над фоном — отрицательное. Если его пересчитать по тем же формулам в интенсивность искомого сигнала, то она получится отрицательная.
Конечно, никто не говорит, что реальная вероятность процесса отрицательная. Это просто такой способ представления данных, единообразный для всех каналов, чтоб не менять обозначения от канала к каналу. Физически осмысленный результат для этого канала — это ограничение сверху на его интенсивность. Такие значения тоже были представлены.
Новости науки: физика
Рис. 1. Событие-кандидат в рождение комбинации топ-антитоп-хиггс с многолептонным каналом распада. Изображение с сайта indico.cern.ch