Ситуация с процессом топ-антитоп-Хиггс остается запутанной

Сводная таблица измерений детекторами ATLAS и CMS интенсивности процесса рождения ttH-системы по отношению к Стандартной модели. Строчки отвечают разным каналам распада хиггсовского бозона. Зеленым показаны данные, полученные еще год назад, красным — данные по всей статистике 2015 и 2016 годов. Таблица из доклада: P. Meridiani. Measurements of the H Scalar Boson

Когда экспериментаторы ищут проявления Новой физики, они не только пытаются напрямую обнаружить новые частицы или явления, но и проводят аккуратные измерения уже известных частиц и сравнивают значения с предсказаниями Стандартной модели. Пять лет назад у физиков появился новый инструмент исследований, хиггсовский бозон, и они принялись изучать его вдоль и поперек. В результате массированного исследования вырисовывалась удручающе стандартная картина свойств хиггсовского бозона — за исключением одной аномалии, которая пока дает теоретикам повод для оптимизма. Оказалось, что процесс рождения хиггсовского бозона вместе с топ-кварк-антикварковой парой, судя по первым измерениям, идет в несколько раз более интенсивно, чем предсказывала Стандартная модель (см. подробности на странице Комбинация топ-антитоп-хиггс). Поскольку топ-кварк необычно тяжелый и очень плотно взаимодействует с хиггсовским бозоном, это отклонение наводило на мысль, что именно в таком процессе можно обнаружить первые намеки на Новую физику.

В марте этого года на конференции Moriond 2017 стали появляться первые измерения интенсивности ttH-процесса по результатам 2015 и 2016 годов, на интегральной светимости 36 fb⁻¹. Это измерение — не одномоментное; метод поиска сильно различается в зависимости от распада бозона Хиггса, и окончательный результат приходится собирать по кусочкам. В марте появились первые кусочки на статистике 36 fb⁻¹, другие были на существенно меньшей статистике. Суммарная картина тогда оставалась очень запутанной (см. рис. 5 из той новости): значения параметра μ, который показывает измеренное значение по отношению к предсказаниям Стандартной модели, сильно менялись от одного измерения к другому. Где-то μ существенно превышал единицу, а где-то вообще получался формально отрицательным — это значит, что его там вообще не было видно. Кроме того, результаты ATLAS и CMS сильно различались.

На конференции EPS HEP 2017 некоторые из этих измерений были обновлены. Нынешняя картина приведена в сводной таблице выше. Видно, что запутанная картина в целом сохраняется. По сравнению с прошлым обновлением подрос сигнал в двухфотонном канале, однако расхождение между двумя детекторами остается. Пока что совершенно непонятно, откуда взялся этот разнобой и какое число следует принять за усредненное значение. Пожалуй, единственное, что точно можно сказать, — это что процесс достаточно хорошо виден. Но каково его сечение и как оно соотносится со Стандартной моделью, пока под вопросом. Придется дожидаться набора новых данных и их анализа.