La nouvelle mesure du boson de Higgs est la plus précise jamais réalisée : ScienceAlert

Lorsque des flux de protons ultrarapides entrent en collision, le boson de Higgs peut apparaître dans l’instant le plus court avant Il se décompose en molécules plus légères.

À ce moment-là, les physiciens peuvent travailler à rebours pour estimer la masse de ce qui pourrait être la particule la plus importante et la plus insaisissable du modèle standard.

Après avoir calculé un nombre étonnant de collisions de protons à l’aide du Grand collisionneur de hadrons (LHC), les physiciens disposent désormais du chiffre le plus précis à ce jour pour cette propriété cruciale.

d’abord Signalé en juilletLes mesures les plus récentes portent sur une période de quatre ans Environ 9 millions de particules de boson de Higgs Il devait être produit au LHC, le collisionneur de particules le plus grand et le plus puissant au monde. Mais seule une petite fraction du Higgs a été observée expérimentalement.

Mais cela a suffi à une équipe internationale de chercheurs travaillant sur cette découverte. Expérience Atlasl’un des deux détecteurs du LHC, permettant d’obtenir les mesures les plus précises à ce jour de la masse du boson de Higgs.

Le Higgs est une particule assez mystérieuse : elle provient d’un champ quantique Émis dans tout l’universce qui donne leur masse aux autres particules fondamentales.

Alors que les masses des autres particules du modèle standard de la physique peuvent être déduites de la théorie, les physiciens doivent tâtonner relativement aveuglément à travers des expériences pour déterminer la masse de Higgs.

Il est important d’obtenir une mesure précise car la mesure est importante pour comprendre les interactions d’autres particules.

Sa masse relativement importante rend le boson de Higgs facilement observable Très exigeantCependant, les mesures actuelles de la masse du Higgs sont trois fois plus légères que ce que suggèrent les modèles, selon les projections.

Tandis que ces contradictions Pas encore résoluCes dernières mesures améliorent notre meilleure estimation de la masse du boson de Higgs, qui affecte… Comment est Il interagit avec d’autres molécules et avec lui-même.

Les chercheurs ont combiné plusieurs mesures de masse basées sur la désintégration des particules et des étalonnages plus précis, pour obtenir une masse du boson de Higgs de 125,11 GeV (GeV) avec une incertitude de 0,11 GeV. C’est moins d’un Masse 125,35 GeV Avec une précision de 0,12 pour cent en 2019.

« Ce résultat représente actuellement la mesure la plus précise de la masse du boson de Higgs, avec une précision de cette quantité fondamentale de 0,09 pour cent », ont déclaré les membres de la collaboration ATLAS. Écrire dans leur article.

Il est important de noter que l’estimation de l’équipe réduit l’incertitude statistique et systématique de la masse de Higgs d’un autre ordre – une incertitude qui était auparavant laissée en place. Une marge de manœuvre pour l’interprétation de données.

L’obtention de mesures plus précises aide les physiciens à tester les prédictions du modèle standard de physique des particules et à détecter les écarts potentiels, s’ils existent.

L’année dernière, par exemple, les mesures les plus précises jamais réalisées de la masse du boson W ont révélé des fissures potentielles dans le modèle standard, qui reste notre meilleur modèle de travail sur les particules fondamentales et leurs interactions. La masse du boson W était de sept écarts types en dehors de la prédiction du modèle, un Le résultat n’était attendu par personne.

De telles anomalies indiquent des phénomènes nouveaux ou inconnus en dehors du modèle standard, qui n’explique pas tout sur l’univers. Cependant, exactitude ne signifie pas non plus précision ; Ça pourrait être ça Les mesures sont faussesPas la théorie.

Quant au boson de Higgs, malgré ces mesures récentes, les physiciens n’ont pas non plus déterminé ses propriétés, voire même s’en approcher.

Par exemple, le boson de Higgs ne semble pas avoir la même masse à chaque fois, mais plutôt une gamme de masses possibles, que les physiciens appellent une « offre ». En 2022, les scientifiques Affiner leurs estimations « Visualisez » le boson de Higgs avec plus de précision que jamais.

Mais en obtenant des estimations meilleures et plus précises de la masse de Higgs, les physiciens se rapprochent de la réponse à certaines questions difficiles sur la mystérieuse particule, telles que : le boson de Higgs interagit-il avec lui-même comme le prédit le modèle standard ? Comment se lie-t-il à d’autres molécules ?

jusqu’à Des merveilles plus brutales Parmi eux : existe-t-il différentes versions du Higgs que nous n’avons pas encore découvertes, et le Higgs pourrait-il être une passerelle vers la compréhension de la matière noire, la matière mystérieuse qui remplit l’univers, mais que personne n’a jamais vue auparavant ?

Bien sûr, les physiciens le font toujours Sur le Rechercher d’autres molécules Cela pourrait expliquer l’étonnante légèreté du boson de Higgs, une anomalie qui les hante depuis la découverte du Higgs en 2012.

avec Promotions récentes Le Grand collisionneur de hadrons (LHC), conçu pour augmenter l’énergie et l’intensité des collisions de particules, est désormais terminé et d’autres améliorations sont prévues à l’avenir. Qui sait ce qui va se passer ?

L’étude a été publiée dans Lettres d’examen physique.