Изучение свойств бозона хиггса

Рис.1 Распределение по инвариантной массе двухфотонной. Пик соответствует распаду H → γγ.

Последним недостающим элементом Стандартной Модели элементарных частиц до недавнего времени являлся бозон Хиггса, об открытии которого на LHC было объявлено 4 июля 2012 года в CERN. Поле Хиггса, квантом которого является данный бозон, ответственно за наличие или отсутствие масс у всех элементарных частиц. Однако недостаточно одного лишь подтверждения существования бозона Хиггса, необходимо детально изучить его свойства. Эти свойства представляют огромный интерес ввиду того, что они существенно различаются в зависимости от рассматриваемой теории. Например, множество теорий вне Стандартной Модели содержит несколько бозонов Хиггса, которые имеют очень близкие массы и на сегодняшний день могут идентифицироваться на эксперименте как одна и та же частица. По этой причине множество научных программ, направленных на изучение бозона Хиггса, уделяют такое внимание исследованию свойств данной частицы.

Группа МИФИ в сотрудничестве с CERN (Женева, Швейцария), New York University (Нью-Йорк, США), University of Copenhagen (Копенгаген, Дания) и Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Фраскатти, Италия) принимает самое активное участие в этих исследованиях. Большой вклад группа МИФИ сделала в работу по совершенствованию алгоритма идентификации фотонов, который используется для анализа процесса H→γγ и позволит существенно уменьшить систематические погрешности измерений. Также была проведена значительная теоретическая работа, направленная на изучение возможных спинов и чётностей бозона Хиггса.

В настоящий момент группа МИФИ ведёт интенсивную работу по изучению асимметрий процессов, протекающих при столкновениях протон-протонных пучков. Наличие или отсутствие данных асимметрий на эксперименте позволит получить информацию о возможном CP-нарушении в хиггсовском секторе. Кроме того изучаются возможности применения новых генераторов Монте-Карло, позволяющих генерировать события с учётом радиационных поправок к начальным и конечным состояниям (Next to Leading Order Generators) с целью более детального изучения процессов, протекающих при протон-протонных столкновениях.

Всё это направлено на то, чтобы иметь возможность максимально быстро и эффективно работать в 2015 году, когда с LHC начнут поступать новые экспериментальные данные.

Несколько публикаций, в создании которых принимали участие члены научной группы МИФИ:

1. ATLAS Collaboration; «Measurements of Higgs boson production and couplings in diboson final states with the ATLAS detector at the LHC», Phys. Lett. B 726 (2013) 88
2. ATLAS Collaboration; «Evidence for the spin-0 nature of the Higgs boson using ATLAS data», Phys. Lett. B 726 (2013) 120

Контактное лицо:

Беляев Никита Леонидович