Відображення події-кандидата події H→ Zγ з розпадом Z-бозона µ+µ- (Фото:CMS Collaboration / CERN) За допомогою Великого адронного колайдера вчені провели велике дослідження розпаду рідкісного бозона Хіггса на Z-бозон і фотон. Стандартна модель передбачає, що, якщо бозон Хіггса має масу близько 125 мільярдів електронвольт, приблизно 0,15% бозонів Хіггса розпадуться на Z-бозон і фотон. Але деякі теорії, що розширюють Стандартну модель, описують іншу швидкість розпаду.
Раніше, використовуючи дані протон-протонних зіткнень на LHC, ATLAS і CMS незалежно провели великі пошуки розпаду бозона Хіггса на Z-бозон і фотон.
Обидва пошуки використовували схожі стратегії, ідентифікуючи Z-бозон через його розпади на пари електронів або мюонів — важчі версії електронів. Ці розпади Z-бозона відбуваються приблизно в 6,6% випадків.
Щоб підвищити чутливість до розпаду, ATLAS і CMS використовували найчастіші способи утворення бозона Хіггса і класифікували події на основі характеристик цих процесів утворення.
Вони також використовували передові методи машинного навчання, щоб ще більше розрізняти сигнальні та фонові події.
Об’єднавши набори даних, зібрані в ході обох експериментів під час другого запуску БАК, який проходив у період з 2015 до 2018 року, вони зуміли вивести статистично точний сценарій розпаду частинки.
Ці спільні зусилля призвели до першого свідчення розпаду бозона Хіггса на Z-бозон і фотон.
«За відкриттям бозона Хіггса 2012 року колабораціями ATLAS і CMS послідувала детальна програма вимірювань, яка підтвердила, що його зв’язки та інші властивості відповідають передбаченим у Стандартній моделі», — пишуть вони.