Одновременное рождение двух хиггсовских бозонов тоже полезно изучать на LHC
На «Элементах» уже неоднократно подчеркивалось, что открытие хиггсовского бозона вовсе не завершило, а, наоборот, положило начало обширной программе по изучению его свойств. Изучают хиггсовский бозон для того, чтобы по нему восстановить подробности хиггсовского механизма. Именно этот механизм, а не бозон сам по себе, играет важнейшую роль в жизни элементарных частиц.
Исследование свойств бозона Хиггса включает в себя и попытки зарегистрировать процессы с участием не одного, а сразу нескольких бозонов. Самый простой вариант — некое жесткое столкновение, которое приводит к одновременному рождению двух бозонов Хиггса (см. рисунок). Такой процесс интересен тем, что он позволяет почувствовать не только связь хиггсовского бозона с другими частицами (синие точки на рисунке), но и его тройное взаимодействие с самим собой (красные точки) и даже четверное взаимодействие вида VVHH (оно возникает при слиянии синей и красной точек на последнем рисунке). Эти величины являются важным для выяснения свойств хиггсовского механизма, но ни в каких обычных процессах рождения и распада одиночного бозона Хиггса их померить не удается.
Экспериментальное изучение двойного хиггсовского рождения — дело очень хлопотное. Во-первых, требуется отловить продукты распада сразу двух бозонов Хиггса. Породить их не так сложно, но вероятность того, что оба они распадутся на удобные для наблюдения наборы частиц, очень мала. А во-вторых, нужно отделить эти события от фона, то есть от других процессов, выглядящих похоже, но не включающих бозоны Хиггса на промежуточных этапах. Так что хоть какая-то осмысленная статистика интересных событий здесь наберется еще нескоро. Тем не менее уже сейчас теоретикам нужно готовиться, чтобы знать, как именно искать этот процесс в будущих данных LHC.
На днях в архиве е-принтов вышла небольшая статья (arXiv:1310.1084), которая рассказывает о начале подробного теоретического изучения этого процесса. В принципе, теоретики его рассматривали еще 20 лет назад, но тогда речь шла лишь о предварительных прикидках. Новая статья кратко обрисовывает результаты тщательных расчетов и моделирования этого процесса и фона в применении непосредственно к LHC. В ней также обсуждается, какие именно шаги желательно предпринять на LHC для более аккуратного анализа этого процесса и измерения силы взаимодействия бозона с самим собой. Авторы обещают выложить вскоре и более подробные результаты расчетов.
-
"Такой процесс интересен тем, что он позволяет почувствовать не только связь хиггсовского бозона с другими частицами (синие точки на рисунке), но и его тройное взаимодействие с самим собой (красные точки)."
Непонятно. Взаимодействие бозона Хиггса с самим собой - вещь по сути измеренная, это грубо говоря его масса. Разве тройные, пятерные и десятерные и тд взаимодействия не дали уже вклад в это число? Зачем "брать интеграл по частям", когда единственно осмысленной физической величиной является сумма всех мыслимых взаимодействий?-
Зная массу Хиггса и вакуумное среднее поля, мы действительно можем восстановить тройную и четверную вершину взаимодействия — но только в предположении, что это действительно Стандартная модель. Если же мы ищем отклонения от нее, то эти величины надо измерять напрямую, а затем сравнивать с ожиданиями СМ. То же самое уже делалось и для связи хиггсовского бозона с другими частицами; это и есть величины mu, которые показаны на графиках на страничке http://elementy.ru/LHC/LHC_results/higgs_study . Взаимодействие хиггса с самим собой немножко отличается от взаимодействия с другими частицами, т.к. оно отражает некую «внутреннюю кухню» механизма. Вот именно эту кухню и ее отклонение от стандартной хотят проверить.
-
А вот это (133GeV)
Fermi-LAT and the Gamma-Ray Line Search
http://arxiv.org/abs/1310.2953
считаете еще рановато комментировать?
The impact of various changes in datasets and modeling the signal can be summarized as:
• 3.7 years P7 CLEAN (un-reprocessed) data with a 1D dispersion (no use of PE) line fit gives:
slocal = 4.5σ at 130 GeV.
• 3.7 years P7REP CLEAN (reprocessed) data with a 1D dispersion (no use of PE) line fit gives:
slocal = 4.1σ at 133 GeV.
• 3.7 years P7REP CLEAN (reprocessed) data with a 2D dispersion (including PE) line fit gives:
slocal = 3.3σ at 133 GeV.
• 4.4 years P7REP CLEAN (reprocessed) data with a 2D dispersion (including PE) line fit gives:
slocal = 2.9σ at 133 GeV.-
В таких поисках, когда ищут некий всплекс неведомо где, более показательной величиной является не локальная, а глобальная статистическая значимость. Я про это писал несколько раз, когда люди искали хиггс и кое-кто нездорово реагировал на каждый всплекс хоть где-то в данных. То же можно на этой странице посмотреть http://elementy.ru/LHC/HEP/study/errors/subtleties , раздел «Особенности слепого поиска».
Так вот, глобальная стат.значимость тут составляет менее 1 сигмы. Таким образом, сама коллаборация Fermi-LAT (пока что) не подтверждает ажиотажа.-
Списать все на понятие "глобальная", наверно, стало привычным.
Но может в основном дело в «многоэтапности» измерениий в ФЭЧ (LHC, . . .), например наличие при измерении "последовательной" статистики:
1. статистики самих частиц, . . .;
2. статистики сцинтилляторов, . . .;
3. статистики ФЭУ, . . .;
4. . . .
Да, и этого уже может хватить, если предположить 3 сигмы для каждой из статистик.
Вот Вам и 5 сигм, как говорят "получите и распишитесь".
-
-
-
-
Последние новости
Варианты столкновений, которые могут привести к одновременному рождению двух хиггсовских бозонов на LHC. Здесь H обозначает хиггсовский бозон, Q — кварк, V* — виртуальный W- или Z-бозон. Изображение с сайта inspirehep.net