Physiker haben Hinweise auf die Existenz des "Nachbarn" des Higgs-Bosons gefunden
Physiker haben Hinweise auf die Existenz des "Nachbarn" des Higgs-Bosons gefunden
Anonim

Bei der Analyse von Daten des Large Hadron Collider entdeckten Wissenschaftler Spuren der Existenz eines bisher unbekannten schweren Bosons. Physiker haben ihre Ergebnisse auf arXiv veröffentlicht.

"Die Entdeckung des Higgs-Bosons war ein großer Triumph für das Standardmodell, aber seine Entdeckung machte anderen Trägern fundamentaler Wechselwirkungen mit ähnlichen Massen und Eigenschaften kein Ende. Beweise dafür, dass solche Bosonen existieren könnten", schreiben die Forscher.

Es gibt viele Theorien, die das Standardmodell erweitern – eine Theorie, die die meisten Wechselwirkungen aller der Wissenschaft bekannten Elementarteilchen beschreibt. Diese Theorien legen nahe, dass es neben den bereits entdeckten Trägern von Wechselwirkungen auch superschwere Bosonen gibt. Ihre Rolle wird von beiden schweren Analoga des Higgs-Bosons in Theorien mit zwei "Teilchen Gottes" und anderen Objekten der Mikrowelt beansprucht. Bislang konnten Physiker keine einzige zuverlässige Spur ihrer Existenz finden.

Physiker um Professor der Universität Zürich Andreas Crivellin erhielten den ersten solchen Beweis bei der Analyse von Daten, die von den ATLAS- und CMS-Detektoren während des letzten Zyklus des LHC gesammelt wurden.

Wissenschaftler haben ihre Bemühungen darauf konzentriert, nach Zerfallsspuren der noch zu entdeckenden schweren Bosonen zu suchen, deren Masse möglicherweise ein Vielfaches der des Higgs-Bosons beträgt. Im Zuge des Zerfalls dieser Teilchen sollten, wie die Berechnungen theoretischer Physiker zeigen, "Teilchen Gottes" und eine andere Art von noch nicht entdeckten Teilchen erscheinen, die in ihrer Masse und anderen Eigenschaften dem Higgs-Boson nahe kommen.

Der Zerfall dieser Bosonen wiederum führt zu Paaren von hochenergetischen Photonen oder Teilchenpaaren, die sich in Ladung gegenüberliegen und superschwere "hübsche" Quarks enthalten. Basierend auf diesen Ideen versuchten Crivellin und seine Kollegen, Spuren dieser "leichten" schweren Bosonen in den LHC-Daten zu finden.

Es gelang ihnen, Spuren solcher Zerfälle zu finden, deren Analyse auf die Existenz eines bisher unbekannten Bosons hinweist, das in seiner Masse dem "Teilchen Gottes" sehr nahe kommt (151 GeV bzw. 125 GeV). Hinweise darauf sind sowohl in den ATLAS-Daten als auch in den CMS-Messungen vorhanden und erreichen in ihrer statistischen Signifikanz fast das Entdeckungsniveau (ein Fehler pro 1,5 Millionen Versuche).

Wie die Physiker hoffen, werden sie im nächsten Jahr die fehlenden Informationen im Zuge späterer Beobachtungen des Zerfalls verschiedener Teilchen mit "schönen" Quarks sowie anderer Folgen von Kollisionen von Teilchen im Colliderring erhalten. Die Bestätigung der Entdeckung des "Nachbarn" des Higgs-Bosons wird dazu beitragen, einige der bekannten und kürzlich entdeckten Anomalien in den Eigenschaften und im Verhalten von Mesonen und anderen Teilchen zu erklären, schlossen Professor Crivellin und seine Kollegen.

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