Физики из Тэватрона отвергли экзотические свойства бозона Хиггса

Фото: M. Spencer Green / AP

Физики из Тэватрона (коллайдера в Национальной ускорительной лаборатории имени Ферми — Фермилаба) продолжают сообщать о полученных ими ограничениях на свойства бозона Хиггса. Об этом рассказывает Science News.

На этот раз физики из коллабораций CDF и D0 сообщили о том, что им удалось проанализировать результаты своих экспериментов в рамках моделей, предсказывающих существование бозона Хиггса с экзотическими спином и четностью. Как отметили ученые, если рождение пар b-кварка (боттом-кварка или прелестного кварка) и его античастицы считать в соответствии со Стандартной моделью, то со статистической значимостью в 5 стандартных отклонений невозможно существование бозона Хиггса с отрицательной четностью и со статистической значимостью в 4,9 стандартного отклонения невозможно существование бозона Хиггса с спином 2.

Согласно Стандартной модели, бозон Хиггса должен иметь нулевой спин (как у всякой скалярной частицы) и четность +1. Результаты коллабораций CDF и D0 из Фермилаб подтверждают результаты экспериментаторов из ЦЕРНа.

Ускорительная лаборатория Тэватрон, расположенная в Иллинойсе (США), функционировала с 1983 по 2011 год. С ее помощью были открыты и доказаны многие важные свойства Стандартной модели физики частиц, в частности, на Тэватроне был открыт самый тяжелый кварк (и самая тяжелая из известнейших на сегодняшний день «истинно» элементарных частиц) — t-кварк (топ-кварк). Его масса превышает 173 гигаэлектронвольт, и он тяжелее бозона Хиггса, масса которого равна примерно 125 гигаэлектронвольтам (примерно в 133 раза тяжелее протона).

Ученые также пробовали искать на семикилометровом Тэватроне и бозон Хиггса. Для этого они сталкивали протоны и антипротоны с энергиями в 1,96 тераэлектронвольт. В отличие от Тэватрона, на Большом адронном коллайдере (БАКе), имеющем длину основного кольца в 27 километров, протоны сталкивались друг с другом, а не со своими античастицами.

Это означает, что на ускорителях в Европе и США изначально поиски бозона Хиггса велись в рамках различных модельных предположений. Как сообщили 2 июля 2012 года коллаборации D0 и CDF из Тэватрона, они после анализа экспериментов зафиксировали следы существования бозона Хиггса с массой 115-135 ГэВ со статистической значимостью 2,9 стандартных отклонения.

Этого, однако, недостоточно для заявления об открытии бозона Хиггса. Через пару дней после этого команды ATLAS и CMS рассказали об обнаружении частиц со свойствами бозона Хиггса и массой 125-126 ГэВ с необходимым уровнем статистической значимости в пять сигм.

Ранее в Техасе (США) в 1980-х годах началось строительство сверхпроводящего суперколлайдера. Однако в 1993 году уже начавшееся строительство было приостановлено Конгрессом США. Длина кольца этого ускорителя превышала бы 87 километров, а протоны бы в нем разгонялись до энергий в 20 тераэлектронвольт. Некоторые эксперты тогда заявили, что в условиях сложной экономической ситуации США отдали предпочтение космической программе, принеся в жертву исследования по физике элементарных частиц.