O CERN detecta o decaimento do bóson de Higgs quebrando as regras • o recorde

A evidência desenterrada no CERN de uma forma rara de decaimento do bóson de Higgs pode ser exatamente o que os cientistas precisam para provar a existência de partículas além daquelas previstas pelo Modelo Padrão da física de partículas – indiretamente, pelo menos.

Falando na conferência Large Hadron Collider Physics na semana passada, os pesquisadores estão trabalhando em um par de experimentos do CERN – Atlas E CMS – Ele disse Os conjuntos de dados combinados fornecem a primeira evidência para o decaimento do bóson de Higgs em um bóson Z (vetor neutro). força fraca) e um futon.

Os bósons de Higgs decaem de maneiras diferentes. Ele pode se dividir em quatro elétrons, por exemplo, ou em um par de seu primo elétron mais pesado, múon. Também é possível que o bóson de Higgs decaia em dois fótons, mas é aqui que as coisas começam a ficar complicadas e estranhas: o bóson de Higgs não decai diretamente em dois fótons.

Em vez de ir do Higgs diretamente para os fótons, “os processos de decaimento continuam por meio de um ‘anel’ intermediário de partículas ‘virtuais’ que surgem e desaparecem e não podem ser detectadas diretamente. Essas partículas virtuais podem incluir novos, até agora -partículas não descobertas interagindo com o bóson de Higgs.” “.

Assim como ocorre com o decaimento em dois fótons, o bóson de Higgs que decai em um bóson Z e um fóton passa pelos mesmos anéis de partículas virtuais, que provavelmente não serão detectados. Isso também não é tudo: os resultados do ATLAS/CMS também indicam que o Modelo Padrão da física de partículas, que o bóson de Higgs deveria ter completado, está de fato se referindo a teorias que estendem o Modelo Padrão.

De acordo com o Modelo Padrão e o CERN mencionados, cerca de 0,15% do bóson de Higgs deveria decair em um bóson Z e um fóton, mas os dados sugerem que ele realmente ocorre em cerca de 6,6% do decaimento capturado pelo Grande Colisor de Hádrons. Em modelos teóricos que estendem o Modelo Padrão a outras partículas, a taxa de decaimento do bóson/fóton Z de Higgs difere dos 0,15% previstos pelo Modelo Padrão Padrão. Em outras palavras, algo interessante e potencialmente inexplorado está acontecendo.

“Através de uma combinação cuidadosa dos resultados individuais do ATLAS e do CMS, demos um passo à frente para resolver mais um mistério do bóson de Higgs”, disse a coordenadora de física do ATLAS, Pamela Ferrari.

Claro, há também uma certeza dessa descoberta para avaliar, que não é tão certa quanto a descoberta do próprio bóson de Higgs por cientistas do CERN em 2012. Embora a evidência do bóson de Higgs tenha recebido uma significância estatística de 5-Sigma (aproximadamente equivalente a uma chance de 1 em 3,5 milhões de que seria descoberto errado), a detecção do bóson/fóton Z é modulada apenas por 3,4-Sigma – ainda uma chance muito baixa de ser uma observação falsa, mas maior que a detecção do próprio bóson de Higgs.

Em outras palavras, a ciência continua esperando que mais observações do Higgs ajudem a esclarecer as coisas. “Este estudo é um poderoso teste do Modelo Padrão”, disse CMS Physics. “Com a terceira execução em andamento do LHC e o futuro High Luminosity Collider, seremos capazes de melhorar a precisão deste teste e investigar ainda mais raros Higgs decair.” Coordenadora Florencia Canelli. ®