Новые данные CMS по изучению распадов бозона Хиггса на ZZ-пары. Черные точки — экспериментальные данные, синяя гистограмма — результат моделирования без учета бозона Хиггса, красная гистограмма — результат моделирования с учетом стандартного бозона Хиггса при 126 ГэВ. Видно, что Стандартная модель хорошо — до неприятного хорошо — описывает данные CMS. Изображение из доклада на конференции
Распад на два фотона (H → γγ). Бозон Хиггса в этом канале распада появляется всё четче; статистическая значимость пика уже давно превышает 5 стандартных отклонений — тот рубеж, после которого физики надежно говорят об открытии частицы. По новым данным детектора ATLAS, оценка массы бозона Хиггса чуть-чуть подросла по сравнению с прошлым измерением и составляет MH→γγ = 126,8 ± 0,2 ± 0,7 ГэВ. Интенсивность связи хиггсовского бозона с фотонами слегка уменьшилась по сравнению с декабрьскими данными до μγγ = 1,65+0,34–0,30. Коллаборация CMS своих обновленных данных в этом канале пока не представила (физики не успели завершить обработку к этому сроку).
Ситуация с этим распадом — самой, пожалуй, интересной на сегодня характеристикой бозона Хиггса — выглядит не особо радужной. Да, отличие от Стандартной модели, о котором мечтают практически все специалисты, по-прежнему остается. Но несмотря на все усилия, оно не становится более значимым! Вначале отличие было сильным (в два раза), но и погрешности были большие. По мере набора данных погрешности уменьшились, но и само отличие тоже ослабло. В результате расхождение со Стандартной моделью по-прежнему остается на уровне примерно 2 стандартных отклонений, и этого совершенно недостаточно для того, чтобы делать какие-либо выводы. Связано ли это с неудачной статистической флуктуацией в самом начале набора данных или с какой-то неучтенной систематической погрешностью — неизвестно. Но пока всё складывается так, словно — выражаясь интернетовским жаргоном — природа нас троллит.
Распад на ZZ-пару с их последующим распадом на четыре лептона. Этот канал распада характеризуется очень малым числом событий, которые прошли все этапы отбора. Например, в данных детектора ATLAS прошлым летом в нужный интервал масс попало 13 событий, в декабрьских данных было 18 событий, а к настоящему моменту накопилось 32 события. Если раньше это еще было похоже на какую-то флуктуацию, то сейчас на графике вырисовывается красивый пик (см. рисунок). Статистическая значимость сигнала превышает 5 стандартных отклонений и в этом канале. Интенсивность связи бозона Хиггса с Z-бозонами вполне согласуется со Стандартной моделью (чуть ниже стандартной в данных CMS, чуть выше — в данных ATLAS).
Этот канал интересен еще и странным декабрьским результатом коллаборации ATLAS. Физики тогда с удивлением обнаружили, что измерения массы бозона Хиггса в этом канале дают какое-то аномально низкое значение (примерно 123,5 ГэВ), заметно не совпадающее с двухфотонным измерением (около 126,5 ГэВ). Некоторые теоретики даже поспешили интерпретировать это как проявление двух разных бозонов Хиггса.
Сейчас ATLAS обновил свои результаты. Значение массы в ZZ-канале составляет MH → ZZ = 124,3+0,6–0,5+0,5–0,3 ГэВ. Это всё еще ниже остальных оценок, но перекос начинает выравниваться. Впрочем, погрешности тоже уменьшились, так что отличие по-прежнему довольно значимое, и ситуацию удовлетворительной считать пока нельзя. С другой стороны, первые данные CMS сразу показали «хорошее» значение массы: MH → ZZ = 125,8 ± 0,6 ± 0,2 ГэВ. Поскольку статистическая погрешность пока велика, дальнейший набор данных должен прояснить ситуацию.
Другие распады. Остальные распады видны, но хуже (распад на пары W-бозонов, на тау-лептоны и на b-кварковые пары) или пока не видны совсем (на Zγ, на мюонные пары, а также полностью «невидимые» каналы распада), хотя поиск в них тоже ведется. Их анализ довольно сложен, поэтому в некоторых случаях были показаны результаты, использующие далеко не всю статистику 2012 года. В тех случаях, когда удается увидеть распады и провести измерение интенсивности связи Хиггса с этими частицами, данные вполне совпадают со Стандартной моделью.
Итак, после очередного раунда набора и обработки данных хиггсовский бозон обретает всё более и более стандартные черты. Эти данные позволяют усилить ограничения на экзотические модель, но физиков это давно не радует — они по-прежнему ждут хоть какого-то надежного проявления Новой физики в данных Большого адронного коллайдера. Энтузиазм, вспыхнувший год назад в связи с аномально сильным распадом на два фотона, постепенно сходит на нет и уступает место более прагматичной и взвешенной интерпретации данных.
Источник Элементы
