Коллайдер обнаружил следы бозона Хиггса?

На прошлой неделе, незадолго перед зимними "техническими" каникулами, физики ЦЕРНовского Большого адронного коллайдера (LHC) сообщили, что в сентябре им удалось наблюдать долгожданное "четырехмюонное событие".

Иначе говоря, при столкновении протонов родились некие элементарные частицы, которые тут же распались, породив другие и так далее, а последним звеном этой цепочки стали две пары мюонов, которые экспериментаторы и зафиксировали. Физики полагают, что это может быть свидетельством рождения бозона Хиггса – единственной элементарной частицы, которая была предсказана Стандартной моделью и до сих пор не обнаружена. Напомним, главной целью суперколлайдера было именно обнаружение этого бозона.

Событие было зарегистрировано детектором CMS, одним из четырех детекторов, установленных на кольцевом туннеле суперколлайдера. Как следует из его названия "Компактный мюонный соленоид", он приспособлен как раз для того, чтобы регистрировать рождение мюонов, и, хотя это многоцелевая машина, собственно, для этих двух пар мюонов его в основном и делали.

Потому что четыре мюона рождаются при распаде пары z-бозонов. Это довольно малоизученные элементарные частицы, которым свойственно электрослабое взаимодействие, но известно про них то, что именно в такую пару и должен превратиться бозон Хиггса, если он все-таки родится при протон-протонном столкновении. Наиболее вероятен такой распад в том случае, если масса бозона Хиггса больше 180 гигаэлектронвольт.

Томассо Дориго (Tomasso Dorigo), один из физиков, работающих на CMS, рассказал в своем блоге о том, как обрадовались все появлению этих четырех мюонов ("Трудно выразить всю прелесть события", - написал он, в частности), но тут же признал, что ситуация не такая очевидная, как хотелось бы. Дело в том, пишет он, что "Z-пары могут быть рождены не только распадом бозона Хиггса, но также и другими, более прозаическими электрослабыми процессами, и мы не можем сказать, что произошло на этот раз".

По мнению Дориго, ответ может дать только статистика. Бозон это Хиггса или нет, может сказать только тщательный энергетический анализ четырехмюонной системы, причем событий для такого анализа требуется не менее ста. Поскольку после каникул суперколлайдер начнет работать с пучками более высоких энергий, чем сейчас, вероятность возникновения четырехмюонных событий должна будет резко возрасти.

Это были первые две пары мюонов, которые LHC увидел за все время своей работы.