Παρατηρήθηκε η διάσπαση του μποζονίου Higgs προς 2 κουάρκ πυθμένες. ATLAS observes elusive Higgs boson decay to a pair of bottom quarks

Ένα υποψήφιο γεγονός για την παραγωγή μποζονίου Higgs που διασπάται σε 2 κουάρκ πυθμένες (μπλε κώνοι), σε συνδυασμό με ένα μποζόνιο W που διασπάται σε ένα μιόνιο (κόκκινο) και ένα νετρίνο. Το νετρίνο δεν ανιχνεύεται, αλλά η τροχιά του (διακεκομμένη γραμμή) ανακατασκευάζεται παίρνοντας υπόψη την ελλείπουσα ενέργεια. A candidate event display for the production of a Higgs boson decaying to two b-quarks (blue cones), in association with a W boson decaying to a muon (red) and a neutrino. The neutrino leaves the detector unseen, and is reconstructed through the missing transverse energy (dashed line). (Image: ATLAS Collaboration/CERN)

H ερευνητική ομάδα ATLAS του CERN ανακοίνωσε ότι ανίχνευσε επιτέλους την διάσπαση του μποζονίου Higgs προς ένα ζεύγος b(ottom) κουάρκ, γνωστά και ως κουάρκ πυθμένες.

Aυτή η αλληλεπίδραση (H→bb) που διέφευγε από τους πειραματιστές καλύπτει το 60% των διασπάσεων του μποζονίου Higgs και επομένως είναι η κυρίως υπεύθυνη για το φυσικό πλάτος του Higgs. Ωστόσο, πέρασαν πάνω από 6 χρόνια από την ανακάλυψη του μποζονίου Higgs το 2012, για να πραγματοποιηθεί αυτή η παρατήρηση.

Candidate event display for the production of a Higgs boson decaying to two b-quarks. A 2-tag, 2-jet, 0-lepton event within the signal-like portion of the high pTV and high BDTVH output (Run 339500, Event 694513952) is shown. The ETMiss, shown as a white dashed line, has a magnitude of 479.1 GeV. The two central high-pT b-tagged jets are represented by light blue cones. They contain the green and yellow bars corresponding to the energy deposition in the electromagnetic and hadronic calorimeters respectively. The dijet invariant mass of 128.1 GeV. (Image: ATLAS Collaboration/CERN)

Πρόκειται για άλλη μια επιβεβαίωση του Καθιερωμένου Προτύπου των στοιχειωδών σωματιδίων και τεράστιο επίτευγμα των ερευνητών που πραγματοποίησαν την συλλογή και την ανάλυση των δεδομένων στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC).

Οι συγκρούσεις των πρωτονίων στον LHC παράγουν άφθονα ζεύγη από b κουάρκ, κάνοντας πολύ δύσκολη την ανίχνευση των ζευγών που προέρχονται από την διάσπαση του μποζονίου Higgs.

Κατανομή μάζας του ζεύγους κουάρκ πυθμένων από όλα τα κανάλια αναζήτησης μετά την αφαίρεση όλων των γεγονότων υποβάθρου, εξαιρουμένων των WZ και ZZ. Τα δεδομένα (τα σημεία με τα σφάλματα) συγκρίνονται με τα δεδομένα από την παραγωγή των WZ και ZZ (γκρι) και των WH και ZH (με κόκκινο) https://arxiv.org/abs/1808.08238

Η ανάλυση επικεντρώθηκε στις υπογραφές παραγωγής μποζονίου Higgs, σε συνδυασμό με ένα διανυσματικό μποζόνιο, αυξάνοντας έτσι την καθαρότητα του σήματος. Έτσι, αναζητήθηκαν μποζόνια Higgs τα οποία παράχθηκαν διαμέσου ενός διανυσματικού μποζονίου W ή Z, όταν το τελευταίο διασπάται σε ένα ζεύγος λεπτονίων. Αυτή η τεχνική αποδείχθηκε εξαιρετικά επιτυχημένη. Με την εν λόγω ανίχνευση επιβεβαιώνεται ξανά η αποκαλούμενη «σύζευξη Yukawa». Παρόμοια με τον μηχανισμό Higgs, αυτές οι συζεύξεις με το πεδίο Higgs δίνουν μάζα σε φορτισμένα φερμιόνια (κουάρκ και λεπτόνια), τα οποία αποτελούν τα δομικά στοιχεία της ύλης.

Πηγές: http://atlas.cern/updates/press-statement/observation-higgs-boson-decay-pair-bottom-quarks - https://physicsgg.me/2018/08/29/παρατηρήθηκε-η-διάσπαση-του-μποζονίο/