Հայտնաբերվել է հազվագյուտ Հիգսի բոզոնի քայքայման առաջին ապացույցը

Մեծ հադրոնային կոլայդերում (LHC) հուզիչ առաջընթացը թույլ է տվել գիտնականներին անհավատալի հայտնագործություն անել, որը կարող է հիմնովին փոխել մեր պատկերացումները մասնիկների ֆիզիկայի մասին: ATLAS-ի և CMS-ի համագործակցությունները, որոնք անխոնջ աշխատել են 2012 թվականին Հիգսի բոզոնի մոնումենտալ հայտնաբերումից հետո, միավորել են ուժերը՝ գտնելու արտասովոր երևույթի առաջին հրապուրիչ ապացույցը՝ Հիգսի բոզոնի քայքայումը Z բոզոնի և ֆոտոնի:

Հիգսի բոզոնը, որը հաճախ կոչվում է «Աստծո մասնիկ», այն հիմնարար մասնիկն է, որը մյուս մասնիկներին զանգված է տալիս։ Տիեզերքի առեղծվածները բացահայտելու համար շատ կարևոր է հասկանալ դրա հատկությունները և այլ մասնիկների բաժանման տարբեր ձևերը: Վերջերս դիտված Հիգսի բոզոնի քայքայումը կարող է անուղղակի վկայություն տալ այլ մասնիկների գոյության մասին, քան կանխատեսված էր մասնիկների ֆիզիկայի ստանդարտ մոդելով: Այս մոդելը նկարագրում է հիմնարար մասնիկները և դրանց փոխազդեցությունները:

Ստանդարտ մոդելի համաձայն, եթե Հիգսի բոզոնի զանգվածը կազմում է մոտ 125 միլիարդ էլեկտրոն վոլտ, ապա Հիգսի բոզոնների մոտ 0,15%-ը քայքայվում է Z բոզոնի և ֆոտոնի: Այնուամենայնիվ, ստանդարտ մոդելի ընդլայնումները առաջարկում են քայքայման այլընտրանքային տեմպեր: Հետևաբար, քայքայման արագության ճշգրիտ չափումը գիտելիքի գանձարան է, որը լույս է սփռում ֆիզիկայի վրա, որը գերազանցում է ստանդարտ մոդելը և առեղծվածային Հիգսի բոզոնի իրական էությունը:

Մինչ այս հեղափոխական բացահայտումն անելը, ATLAS-ի և CMS-ի թիմերն ինքնուրույն ուսումնասիրեցին HAC-ում պրոտոն-պրոտոն բախումներից հավաքված տվյալները: Նրանք զգուշորեն սանրում էին բախման իրադարձությունները՝ փնտրելով Հիգսի բոզոնի քայքայման նշանները Z-բոզոնի և ֆոտոնի: Նրանց ռազմավարությունը ներառում էր Z բոզոնի նույնականացումը նրա քայքայման միջոցով զույգ էլեկտրոնների կամ մյուոնների (էլեկտրոնների ավելի ծանր զարմիկներ), ինչը տեղի է ունենում ժամանակի մոտ 6,6%-ում:

Հաջողության բանալին գիտնականները ճանաչեցին որպես բնորոշ հատկանիշ՝ նեղ գագաթ հարթ ֆոնի վրա, քայքայվող արտադրանքի ընդհանուր զանգվածի բաշխման մեջ: Զգայունությունը բարձրացնելու համար թիմերը դասակարգեցին իրադարձությունները՝ հիմնվելով Հիգսի բոզոնի արտադրության գործընթացների բնութագրերի վրա: Նրանք օգտագործեցին մեքենայական ուսուցման առաջադեմ տեխնիկա՝ իրական ազդանշանները ֆոնային աղմուկից տարբերելու համար:

Այս համագործակցությունը մեծապես մեծացրեց նրանց որոնման վիճակագրական ճշգրտությունը և ընդգրկումը, ինչը հանգեցրեց Հիգսի բոզոնի քայքայման առաջին համոզիչ ապացույցին Z բոզոնի և ֆոտոնի:

Թեև արդյունքը չի համապատասխանում վավեր դիտարկման համար 5 ստանդարտ շեղումների ընդհանուր ընդունված պահանջին, գտածոն պարծենում է 3,4 ստանդարտ շեղումների վիճակագրական նշանակությամբ: Բացի այդ, չափված ազդանշանի արագությունը գերազանցել է Ստանդարտ մոդելի կանխատեսումը 1,9 ստանդարտ շեղումներով, ինչն էլ ավելի մեծ ոգևորություն է առաջացրել ֆիզիկոսների շրջանում։

Այս հեղափոխական հայտնագործությունը մեզ ավելի է մոտեցնում տիեզերքի գաղտնիքները բացելուն՝ մարտահրավեր նետելով մասնիկների ֆիզիկայի մեր ներկայիս ըմբռնմանը: HAC-ում շարունակվող հետազոտությունները խոստանում են էլ ավելի խորը բացահայտումներ, քանի որ գիտնականները շարունակում են ճեղքել մարդկային գիտելիքների սահմանները՝ խորանալով մասնիկների փոխազդեցության խորհրդավոր տիրույթում: Երբ մենք սկսում ենք այս արտասովոր ճամփորդությունը, մենք անհամբեր սպասում ենք մեր գոյության հիմնարար շինանյութերը հասկանալու մեր փնտրտուքի հաջորդ գլխին:

Կարդացեք նաև.

• Ֆիզիկոսները լաբորատորիայում նմանակել են սև խոռոչը, իսկ հետո այն սկսել է փայլել
• Հետազոտողները ստեղծել են ռոբոտ մեղու, որը թռչում է իրական մեղուների նման