В последние два года LHC работал как швейцарские часы, передавая в эксперименты большие объемы данных о столкновениях, превосходящие самые лучшие ожидания. Благодаря большей яркости (количеству столкновений) и большему количеству данных физики теперь могут исследовать самые фундаментальные взаимодействия между частицами с беспрецедентной чувствительностью и точностью.Новые результаты, представленные на EPS, включают подробные исследования бозона Хиггса. Спустя пять лет после объявления об открытии физики теперь начинают смотреть на эту особенную частицу через увеличительное стекло и глубже понимать, как она взаимодействует с другими частицами.
«Уровень точности, достигнутый в экспериментах только с несколькими процентами от общего количества данных, ожидаемых от LHC, впечатляет», — сказала генеральный директор CERN Фабиола Джанотти. «Особенно актуально исследование того, как бозон Хиггса взаимодействует с другими частицами, поскольку физика за пределами Стандартной модели может изменить эти взаимодействия».Стандартная модель делает очень конкретные предсказания того, как бозон Хиггса взаимодействует с различными частицами.
Первые наблюдения Хиггса были основаны на измерениях его распада на другие бозоны (W, Z, γ). Теперь коллаборации ATLAS и CMS показывают, как Хиггс распадается непосредственно на фермионы, такие как кварки и лептоны, семейство фундаментальных частиц, из которых состоит материя.Коллаборация ATLAS сообщила о первых доказательствах распада бозона Хиггса на пару нижних кварков со значимостью 3,6 сигма. Хотя Стандартная модель предсказывает, что этот распад происходит более чем в половине всех распадов бозона Хиггса, его очень трудно отличить от аналогичных фоновых процессов.
«Это свидетельство распада бозона Хиггса на нижние кварки представляет собой важную веху в исследовании свойств бозона Хиггса», — сказал Карл Якобс, пресс-секретарь эксперимента ATLAS. «Это важно для понимания его короткого срока службы и для поиска косвенных доказательств других, более редких распадов».После недавних доказательств распада бозона Хиггса на два тау-лептона, коллаборация CMS представила первое наблюдение этого распада в одном эксперименте со значимостью 5,9 сигма.
«Это имеет первостепенное значение для установления связи бозона Хиггса с лептонами и представляет собой важный шаг к измерению связи бозона Хиггса с фермионами третьего поколения, очень тяжелыми копиями электронов и кварков, роль которых в природе является глубокой загадкой», сказал Джоэл Батлер, пресс-секретарь по сотрудничеству с CMS.Используя большую выборку данных, эксперименты на LHC могут также проверить другие свойства Стандартной модели с более высокой точностью. Таким образом, CMS представляет лучшее измерение на LHC угла слабого смешивания, ключевого параметра Стандартной модели, который устанавливает твердо предсказанную связь между массами W- и Z-бозонов. Коллаборация ATLAS также предоставляет первые свидетельства важного, но редкого процесса слабого взаимодействия, в котором один топ-кварк рождается вместе с Z-бозоном.
Эксперименты на LHC также очень активны в поисках новой физики за пределами Стандартной модели, и в Венеции представлено много новых результатов поиска темной материи.«До сих пор мы тестировали простейшие теоретические модели темной материи», — сказал директор по исследованиям и вычислениям CERN Экхард Эльсен. «Теперь мы должны исследовать более сложные сценарии, максимально используя возможную точность».
Высокий уровень точности также продемонстрирован для сильного взаимодействия, что продемонстрировано наблюдением новой частицы с двумя очарованными кварками и легким кварком, а также повышенной точностью измерений асимметрии материи и антивещества, достигнутой LHCb, а также широкий диапазон результатов, полученных при столкновении тяжелых ионов во всех экспериментах. Коллаборация ALICE, в частности, представила одно из самых точных измерений времени жизни гипертритона, экзотического ядра, которое содержит странный кварк и в большом количестве образуется в столкновениях на LHC.
