Открытие бозона Хиггса на Большом адронном коллайдере (БАК) стало важнейшим событием в физике. Он играет ключевую роль в модели элементарных частиц — или Стандартной модели. Однако полные свойства бозона до сих пор остаются неизвестными.

Стандартная модель описывает все известные элементарные частицы и три фундаментальные силы природы: электромагнитное, сильное и слабое взаимодействия. Бозон Хиггса придаёт массу другим частицам, завершая картину Стандартной модели. Один из ключевых параметров любой элементарной частицы — её профиль столкновения.

Авторы нового исследования сосредоточились именно на профиле столкновений глюонов. Они отвечают за рождение примерно 90% бозонов Хиггса на БАК. Обычно при расчётах учитываются только основные поправки, так как это упрощает задачу. Однако теперь ученым удалось преодолеть математические трудности и учесть вторичные поправки.

Также ученые впервые учли влияние масс нижних кварков, что привело к небольшому, но заметному изменению профиля на 1%. Напомним, что на БАК сталкиваются протоны, состоящие из двух верхних и одного нижнего кварка. Временное присутствие кварков с большей массой внутри протонов объясняется квантовой природой сильного взаимодействия, связывающего кварки в протоне.

Исследователи выяснили, что рассчитанные значения профиля рождения бозона Хиггса почти совпадают с теми, которые измеряли ранее. А, значит, пока нет предпосылок для обнаружения новой физики в процессах, связанных с образованием бозонов Хиггса.

Некоторые учёные считают, что новая, экзотическая физика всё же существует. Они указывают на то, что Стандартная модель не может объяснить некоторые фундаментальные вопросы, такие как природа тёмной материи или причины, по которым элементарные частицы имеют именно такие массы. Кроме того, модель не учитывает гравитацию, одну из важнейших сил природы.

Авторы исследования не исключают возможность присутствия новой физики в явлениях, связанных с рождением бозона Хиггса. Будущие исследования на БАК могут изменить текущие представления. Возможно, допустимый диапазон значений профиля рождения бозона Хиггса в будущем не будет совпадать с теоретическими предсказаниями, открывая новые горизонты в физике.

Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters.

Источник: ХайТек