Как может бозон Хиггса распасться на более тяжелые продукты, чем его масса?

Каналы распада бозона Хиггса на вашем графике также содержат распады на виртуальные частицы. В частности, говорится о$ZZ^*$и$WW^*$тоже распадается. Звездочка означает, что конкретная частица, несущая звездочку, является виртуальной. Виртуальность означает, что его энергия и импульс не должны подчиняться

$$E^2-p^2c^2=m_0^2c^4$$ т.е. они могут быть «вне оболочки», но наличие вне оболочки требует, чтобы частица не существовала «постоянно» или в течение продолжительных периодов времени. Виртуальные частицы могут существовать только в течение очень ограниченного периода времени, который еще короче, если частицы «очень вне оболочки».

Поскольку одна из частиц находится вне оболочки, ее энергия может быть очень мала, вплоть до нуля (или слегка отрицательна), поэтому полная энергия пары с одной реальной частицей и одной виртуальной частицей может быть «чуть выше» массы покоя W-бозона или Z-бозона, чтобы распад был достаточно вероятным.

Виртуальные W-бозоны и Z-бозоны, тем не менее, распадаются на такие же продукты, как физические (на оболочке) W-бозоны и Z-бозоны. В принципе, энергия виртуальной частицы может быть отрицательной (или может иметь место распад на две виртуальные частицы), поэтому скорость распада не является строго нулевой даже для масс Хиггса ниже массы W-бозона или Z-бозона соответственно. Тем не менее,$WW^*$или$ZZ^*$коэффициент ветвления быстро увеличивается выше массы одиночного W-бозона или Z-бозона.

Это не случай распада на пары кварков, который становится значимым только в том случае, если оба кварка находятся на оболочке. Например,$t\bar t$канал распада сработает только при массе Хиггса выше 350 ГэВ, что вдвое превышает массу топ-кварка. Кроме того, параметрическое описание формы коэффициента ветвления вблизи «порога» (минимальной допустимой массы Хиггса или энергии, при которой возможен распад) будет различаться для бозонов и фермионов.