Очередной этап поисков бозона Хиггса не дал ожидаемых результатов

На конференции Lepton Photon 2011, проходящей в Мумбаи, сотрудники коллабораций CMS и ATLAS обнародовали свежие данные, касающиеся поисков бозона Хиггса.

CMS и ATLAS проводят эксперименты на Большом адронном коллайдере. В конце июля учёные, занятые в этих проектах, уже выступали с аналогичными докладами на Европейской конференции по физике высоких энергий. Однако за прошедший месяц объём обработанной информации по протон-протонным столкновениям увеличился практически вдвое: интегральная светимость теперь доходит до 2,3 обратного фемтобарна (на ATLAS) и 1,7 обратного фемтобарна (на CMS).

Расширенная статистика столкновений позволила уточнить диапазоны массы, в которых бозон Хиггса находиться не должен. Так, на уровне доверительной вероятности в 95% исследователи из CMS исключили существование бозона, описываемого Стандартной моделью, в интервалах 145–216, 226–288 и 310–400 ГэВ; если требования снизить до 90%, «закрытым» окажется более широкий диапазон — 144–440 ГэВ.

Сотрудники ATLAS, которые также ориентировались на доверительную вероятность в 95%, получили очень похожие исключённые значения: 146–232, 256–282 и 296–466 ГэВ. Эти результаты можно переформулировать в контексте гипотетической Стандартной модели с дополнительным четвёртым поколением фермионов, показав, что существование хиггсовского бозона не допускается на участке 120–600 ГэВ.

Событие, зарегистрированное детектором ATLAS, теоретически может свидетельствовать о рождении бозона Хиггса. (Иллюстрация ATLAS Collaboration.)

Впрочем, более всего остального специалистов интересовала судьба слабого сигнала (регистрации некоторого числа «незапланированных» событий ниже 145 ГэВ), о котором представители CMS и ATLAS сообщали в июле. Он мог бы служить признаком рождения бозона Хиггса или некоей частицы, сильно похожей на него, но эта гипотеза, к сожалению, становится менее вероятной: при увеличении объёма данных статистическая значимость сигнала, ранее составлявшая около 2,8 стандартного отклонения, не возросла, а снизилась до 2–2,5. Такие изменения характерны для статистических флуктуаций.