Поиск редкого и необычного распада хиггсовского бозона пока не увенчался успехом

Пока что хиггсовский бозон остается единственной новой частицей, открытой на Большом адронном коллайдере. Более того, он является одной из немногих лазеек, через которые физики надеются обнаружить хоть какие-то отклонения от Стандартной модели. По этой причине значительная часть всех усилий экспериментаторов и теоретиков направлена на доскональное изучение всех свойств бозона и, в частности, редких его распадов.

На днях коллаборация ATLAS в своем е-принте Search for Higgs and Z Boson Decays to J/ψγ and Υ(nS)γ with the ATLAS Detector сообщила о результатах исследования по поиску редкого и необычного распада бозона Хиггса. В подавляющем большинстве случаев он распадается на фундаментальные частицы: кварки, тяжелые бозоны, фотоны. Однако есть очень небольшая вероятность, что он распадется не просто на кварки, а сразу на цельный мезон (например, J/ψ-мезон или какой-нибудь мезон из семейства тяжелых Υ-мезонов) и испустит при этом фотон. Для стандартного бозона Хиггса теория предсказывает, что вероятность составляет примерно три миллионных для распада J/ψ+γ и около одной миллиардной для распадов Υ+γ. Теоретики также предсказывают, что в некоторых теориях эти вероятности могут заметно отличаться от стандартной. А это значит, что экспериментальная проверка этой вероятности распада помогла бы физикам напасть на след Новой физики.

К сожалению, пока что статистика данных слишком мала для надежной регистрации этих распадов. Коллаборация ATLAS в своей статье установила на них лишь ограничение сверху — около одной тысячной. Тем не менее это было первым исследованием такого типа распадов, и в дальнейшем его методика будет улучшаться. Кроме того, в ближайшие годы коллайдер наберет как минимум вдесятеро большую статистику, что позволит еще внимательнее изучить эти и другие редкие распады хиггсовского бозона.