Nova medição do bóson de Higgs é a mais precisa de todos os tempos: ScienceAlert

Quando fluxos de prótons ultrarrápidos colidem, o bóson de Higgs pode passar a existir no menor instante antes Ele se decompõe em moléculas mais leves.

Nesse momento, os físicos podem trabalhar de trás para frente para estimar a massa daquela que poderia ser a partícula mais importante e mais evasiva do Modelo Padrão.

Depois de analisar os números de um número surpreendente de colisões de prótons usando o Grande Colisor de Hádrons (LHC), os físicos agora têm o número mais preciso até agora para esta propriedade crucial.

Primeiramente Relatado em julhoAs medições mais recentes são de um período de quatro anos Cerca de 9 milhões de partículas do bóson de Higgs Esperava-se que fosse produzido no LHC, o maior e mais poderoso acelerador de partículas do mundo. Mas apenas uma pequena fração do Higgs foi observada experimentalmente.

No entanto, isso foi suficiente para uma equipa internacional de investigadores que trabalha nesta descoberta. Experiência Atlasum dos dois detectores do LHC, para obter as medições mais precisas da massa do bóson de Higgs.

O Higgs é uma partícula bastante misteriosa: surge de um campo quântico Emitido por todo o universoo que dá massa a outras partículas fundamentais.

Embora as massas de outras partículas no Modelo Padrão da física possam ser deduzidas da teoria, os físicos precisam tatear de forma relativamente cega através de experimentos para determinar a massa de Higgs.

A obtenção de uma medição precisa é importante porque a medição é importante para a compreensão das interações de outras partículas.

A sua massa relativamente grande tornou o bóson de Higgs facilmente observável Muito exigenteNo entanto, as medições atuais da massa de Higgs são três vezes mais leves do que os modelos sugerem, de acordo com as projeções.

Embora essas contradições Ainda não resolvidoEstas últimas medições melhoram a nossa melhor estimativa da massa do bóson de Higgs, que afeta… como ele está Ele interage com outras moléculas e consigo mesmo.

Os pesquisadores combinaram várias medições de massa baseadas no decaimento de partículas e calibrações mais precisas, para obter uma massa do bóson de Higgs de 125,11 GeV (GeV) com uma incerteza de 0,11 GeV. Isso é menor que A Massa 125,35 GeV Com uma precisão de 0,12 por cento em 2019.

“Este resultado representa atualmente a medição mais precisa da massa do bóson de Higgs, com uma precisão desta quantidade fundamental de 0,09 por cento”, disseram membros da colaboração ATLAS. Escreva no papel deles.

É importante ressaltar que a estimativa da equipe reduz a incerteza estatística e sistemática da massa de Higgs em outra ordem – uma incerteza que foi anteriormente deixada em vigor. Espaço de manobra para interpretação De dados.

A obtenção de medições mais precisas ajuda os físicos a testar as previsões do Modelo Padrão da física de partículas e a detectar desvios potenciais – se existirem.

No ano passado, por exemplo, as medições mais precisas da massa do bóson W revelaram algumas potenciais fissuras no Modelo Padrão, que continua a ser o nosso melhor modelo funcional de partículas fundamentais e suas interações. A massa do bóson W estava sete desvios padrão fora da previsão do modelo, um O resultado não era esperado por ninguém.

Tais anomalias apontam para fenômenos novos ou desconhecidos fora do Modelo Padrão, que não explica tudo sobre o universo. Contudo, exatidão também não significa precisão; Pode ser isso As medidas estão erradasNão a teoria.

Quanto ao bóson de Higgs, apesar destas medições recentes, os físicos também não determinaram as suas propriedades, nem perto disso.

Por exemplo, o bóson de Higgs não parece ter sempre a mesma massa, mas sim uma gama de massas possíveis, que os físicos chamam de “oferta”. Em 2022 cientistas Refinar suas estimativas ‘Veja’ o bóson de Higgs com mais precisão do que nunca.

Mas ao obter estimativas melhores e mais precisas da massa de Higgs, os físicos estão cada vez mais perto de responder a algumas questões difíceis sobre a misteriosa partícula, tais como: O bóson de Higgs interage consigo mesmo como o Modelo Padrão prevê? Como ele se liga a outras moléculas?

até Maravilhas mais brutais Eles incluem: Existem diferentes versões do Higgs que ainda não descobrimos, e poderia o Higgs ser uma porta de entrada para a compreensão da matéria escura, a matéria misteriosa que preenche o universo, mas que ninguém nunca viu antes?

É claro que os físicos ainda fazem No Procure outras moléculas Isto pode explicar a incrível leveza do bóson de Higgs, uma anomalia que os tem assombrado desde a descoberta do Higgs em 2012.

com Promoções recentes O Grande Colisor de Hádrons (LHC), projetado para aumentar a energia e a intensidade das colisões de partículas, está agora completo e há mais melhorias planejadas para o futuro. Quem sabe o que acontecerá?

O estudo foi publicado em Cartas de revisão física.