大型ハドロン衝突型加速器は、ヒッグス機構の最も正確な測定を実行しました

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大型ハドロン衝突型加速器は、ヒッグス機構の最も正確な測定を実行しました
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Anonim
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ATLASとCMSのコラボレーションの物理学者は、初めて、ヒッグス粒子とトップクォークとトップクォークのペアの作成を統計的信頼性で記録することができました。検出器の結果は、初めて5つの標準偏差の統計を記録しました。 6月4日のLHCP2018会議で発表されたこのデータは、粒子によって質量を獲得するためのヒッグスメカニズムの最も正確な測定値でした。 CMS作業の結果は、Physical Review Lettersで公開されており、ATLASの記事はarxiv.orgでプレプリントとして入手できます。

このトリオの誕生を研究することは、すべてのヒッグス粒子の1%しか生まれないため、非常に骨の折れるプロセスですが、結果はトップクォークとヒッグス粒子の相互作用の直接測定であるため、その重要性を過大評価することはできません。 。この相互作用は湯川トップクォーク結合として知られています。これは、ヒッグス場と質量のないクォーク場を説明するために使用されます。この相互作用は、いわゆる自発的対称性の破れによるフェルミ粒子による質量の獲得を表しています。実際、ttHの誕生は、質量がどのように生まれるかを直接観察したものです。

ATLASコラボレーションとCMSコラボレーションの以前の結果は、ttHの誕生を示していましたが、統計が不足していました。 2018年3月、CMSは4つの標準偏差を発表しましたが、それでもイベントが実際に観察されたと言う権利はありませんでした。 「4シグマ」は、信号がランダムではない確率が非常に高い(99、38%)ですが、物理学では、5つの標準偏差(5シグマは99)の統計を蓄積できる場合、実際の発見について話すのが通例です。 、ランダムでない結果の確率の9999パーセント)。

2つのトップクォークと一緒に現れたヒッグスボソンが5つの方法で崩壊したという事実によって状況は複雑になりました-2つのWボソンまたは2つのZボソン、または1対のタウレプトン、または2つのbクォーク、あるいは2つの光子にさえ。よくあることですが、小さな統計では、データは標準モデルからの逸脱を示し、理論物理学者は「ロースタート」の立場を取りました。ただし、蓄積された統計が多いほど、標準モデルとの一致が見られました。そして今、一方では標準模型が再び立ち上がっており、他方では、トップクォークが標準模型の中で最も重い粒子であるため、粒子に質量を与えるヒッグスメカニズムの最も正確な測定値があります。

数に関しては、大型ハドロン衝突型加速器で、6.3標準偏差の統計的信頼度でヒッグスボソンと一対のトップアンチトープの生成を観察することができました(このような強い信頼性は、データを他の実験と組み合わせることによって達成されました2015年から2017年まで)。探索は、13テラエレクトロンボルトのエネルギーでの陽子の衝突の結果で実行されました。

以前、ATLASコラボレーションでは、2011年に大型ハドロン衝突型加速器で陽子ビームの衝突から収集されたデータを使用して、弱い相互作用のキャリアとして機能するベクトルWボソンの質量を改良していました。科学者によって発見された質量の値は、約80370±19メガ電子ボルトです。

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