Измерения бозона Хиггса на LHC

Бозон Хиггса был измерен CMS и ATLAS на LHC, но мне было интересно, использовали ли они один и тот же канал распада для его измерения или нет (для меня в последнем случае измерение было бы гораздо более надежным). Кроме того, когда они представили результаты, у них обоих было 4.x. о , увеличивалась ли эта значимость со временем после их измерения (каково последнее значение, о котором сообщалось для их измерений)?

Что касается работы для будущих ускорителей, мне было интересно, какие каналы легче всего измерить, и сможет ли ускоритель, достигающий более низких энергий (LHC достигнет 14 ТэВ, но масса Хиггса составляет 125 ГэВ), обнаружить это. Каковы важные аспекты, которые должен учитывать новый детектор только для измерения массы бозона Хиггса?

Ответы (1)

В обоих экспериментах использовалась комбинация всех важных каналов как для открытия, так и для дальнейших измерений, хотя наиболее важным было конечное состояние двух фотонов.

Если бы коллайдер был построен только для изучения бозона Хиггса, он, вероятно, был бы электрон-позитронным коллайдером, по крайней мере, с м Z + м ЧАС энергия, где м Z и м ЧАС - массы Z- и H-бозонов соответственно. Между прочим, этот порог составляет всего около 216   г е В , немногим больше, чем в эксперименте LEP II, в котором не удалось обнаружить бозон Хиггса! См. соответствующий вопрос. Мог ли LEP II обнаружить бозон Хиггса с энергией 125 ГэВ?

Как вы можете видеть из следующего графика (от рабочей группы LHC Higgs Cross Section ), доля первичного ветвления бозона Хиггса равна б б ¯ , с хорошим отрывом. Это сложный канал для использования на БАК, потому что БАК — это адронный коллайдер, и все кварки, участвующие во взаимодействии, создают огромный беспорядок.введите описание изображения здесь

Вероятность распада бозона Хиггса на кварки в несколько сотен раз больше, чем на два фотона, но почти невозможно разглядеть огромное количество кварков, образующихся в других реакциях. Двухфотонный канал встречается реже, но намного чище, чем более распространенные каналы.

Лептонный коллайдер не страдает от этих проблем. У электрон-позитронного коллайдера есть некоторая проблема с созданием бозонов Хиггса, поскольку бозоны Хиггса связаны с массой, а электрон все еще легкий. Значительное производство возможно выше м Z + м ЧАС , однако. Поскольку лептонный коллайдер намного чище, б б ¯ Канал гораздо более подходит для изучения бозона Хиггса, хотя все значимые каналы почти наверняка будут использоваться для улучшения статистики и проведения конкретных исследований точности.

Абсолютно идеальной машиной для изучения бозона Хиггса был бы мюон-антимюонный коллайдер, поскольку мюоны намного тяжелее электронов и, следовательно, сильнее связаны с бозоном Хиггса. Это означает машину, которая может очень быстро производить много-много бозонов Хиггса. Технические трудности создания, ускорения и столкновения мюонных пучков внутри их 220   мю с Однако это означает, что это вряд ли осуществится в ближайшее время.

Большое спасибо за ваш ответ! Единственный дополнительный вопрос, который у меня есть, касается мюон-антимюонного коллайдера, о котором вы говорили. Это правда, что собственное время жизни мюонов очень короткое, но при ускорении со скоростью, близкой к c , их время жизни в нашей системе отсчета будет намного больше, что облегчает их изучение, верно?
@Хуанхо Да. На самом деле это единственное, что делает эту идею отдаленно возможной. Создание луча и его ускорение отнюдь не быстрый процесс. Увеличение срока службы просто превращает эту идею из «явно невозможной» в «вероятно неразумную в ближайшем будущем».
@Juanjo Чтобы добавить к этому некоторые цифры, требуется 4 минуты и 20 секунд, чтобы заполнить БАК протонами, а затем еще 20 минут, чтобы разогнать их до энергии столкновения.
Измерения бозона Хиггса на LHC
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v