Ушло 10 лет работы. Физики наконец смогли измерить время жизни бозона Хиггса

Измерение времени жизни бозона Хиггса является одним из самых желанных открытий для физиков. Это значение позволило бы им намного лучше понять природу одной из важнейших элементарных частиц Стандартной модели.

Существование бозона Хиггса было предсказано еще в 1964 году физиком-теоретиком Питером Хиггсом, однако экспериментального обнаружения пришлось ждать почти 50 лет.

Лишь в 2012 году после анализа результатов работы Большого адронного коллайдера (БАК) ученые смогли доказать существование этой загадочной частицы. Сам БАК в основном и строили ради обнаружения и изучения бозона Хиггса.

Читайте также:

Пятая сила природы? Физики на пороге открытия, которое полностью изменит нашу науку

Это квант скалярного поля, взаимодействие с которым дает массу всем элементарным частицам. Предсказанное Стандартной моделью время его жизни равно приблизительно 1,6×10^-22 секунд. Однако на практике проверить эти данные было невозможно, так как он пролетал слишком маленькое расстояние для того, чтобы его можно было измерить.

Поэтому ученые пошли другим путем. Время жизни частицы можно найти не только изучив ее движение, но и проследив за тем, как она распадается.

Физики, работающие на детекторе CMS БАК, проанализировали, как бозон Хиггса распадается на два нейтральных векторных Z-бозона, которые затем распадались на четыре заряженных лептона или два заряженных лептона и два нейтрино.

Затем они сравнили амплитуды распада и выяснили, что время жизни бозона Хиггса лежит в интервале от 1,2×10^-22 до 4,4×10^-22 секунд с наиболее вероятным значением 2,1×10^-22 секунд. Это совпадает с предсказанием Стандартной модели в рамках экспериментальной погрешности.

Ученые рассчитывают, что в дальнейшем они сумеют снизить погрешность измерений и еще точнее проверят правильность предсказания Стандартной модели.