Wanted by CERN... or not wanted. Коллаборации ATLAS и CMS докладывают о результатах исследований по поиску бозона Хиггса.

13 декабря 2011 года.  Пресс-релиз ЦЕРНа.

На семинаре, который был организован сегодня в ЦЕРНе, коллаборации ATLAS и CMS представили результаты своих исследований по поиску бозона Хиггса Стандартной Модели. Объем проанализированных данных, на которые опираются эти результаты, значительно превышает объем данных, на основании которых были доложены результаты во время летних конференций. Накопленная информация позволяет отметить существенный прогресс в поисках бозона Хиггса, однако, ее пока недостаточно для того, чтобы подтвердить или опровергнуть существование неуловимой частицы.


Основной вывод заключается в том, что, если бозон Хиггса Стандартной Модели существует, то, с большой вероятностью, его масса находится в промежутке от 116 до 130 ГэВ, по данным эксперимента ATLAS, или от 115 до 127 ГэВ, по данным эксперимента CMS. Оба эксперимента обнаружили многообещающие признаки в этом диапазоне масс, однако они еще недостаточно надежны, чтобы можно было говорить об открытии.

Бозоны Хиггса, если они существуют, имеют очень короткое время жизни и могут распадаться весьма разнообразными способами. Возможное открытие основано скорее на наблюдении за частицами, полученными в результате их распада, чем за наблюдением самих бозонов Хиггса. ATLAS и CMS проанализировали разные варианты распада, и оба эксперимента обнаружили небольшой избыток событий в области низких масс, которая еще не исключена.

Каждое из этих превышений по отдельности, с точки зрения статистики, значит не больше, чем
выпавшая два раза подряд шестерка в игре в кости. Самое интересное в том, что область от 124 до 126 ГэВ указывается в различных, независимых друг от друга, измерениях. Пока слишком рано говорить о том, что ATLAS и CMS открыли бозон Хиггса, но эти результаты вызывают живой интерес общественности физики элементарных частиц.

"Мы определили наиболее вероятный диапазон массы бозона Хиггса в промежутке от 116 до 130 ГэВ и, в последние недели, начали наблюдать излишек событий в районе 125 ГэВ", - говорит Фабиола Джанотти, руководитель коллаборации ATLAS. "Этот излишек событий может объясняться флуктуацией, но речь может идти и о чем-то более интересном. Мы не может пока делать какие-либо выводы. Нам необходимо собрать больше данных и провести больше исследований. Принимая во внимание высокую эффективность работы LHC в этом году, нам не придется долго ждать, чтобы собрать достаточно данных, и мы надеемся решить эту загадку в 2012 году".

"Мы не можем исключить присутствие бозона Хиггса Стандартной Модели в диапазоне от 115 до 127 ГэВ, - заявил Гвидо Тонелли, руководитель коллаборации CMS, - по причине   незначительного излишка событий, который последовательно был обнаружен в этой области масс пятью разными способами. Этот излишек событий совместим с присутствием Хиггса Стандартной Модели в районе 124 ГэВ или ниже, но набранной статистики недостаточно, чтобы делать выводы. То, что мы видим на данной стадии, совместимо с флуктуацией фона или с присутствием бозона. Более тщательное изучение и дополнительные данные, которыми нас обеспечит эта замечательная машина [LHC] в 2012 году, несомненно, дадут нам ответ".

В течение последующих двух месяцев, обе коллаборации продолжат исследования, чтобы представить результаты на конференциях физики элементарных частиц, которые пройдут в марте. Однако, для того, чтобы подтвердить или опровергнуть существование бозона Хиггса, необходимо собрать больше данных, поэтому, вероятно, придется подождать еще несколько месяцев.

Стандартная Модель - это теория, которая используется в физике элементарных частиц для описания поведения основных элементарных частиц и сил взаимодействия между ними. Она дает прекрасное представление об обычной материи, из которой мы все состоим, и из которой состоит всё, что является видимым во Вселенной. Однако, Стандартная Модель не описывает 96% Вселенной, которые являются невидимыми. Одна из основных задач программы исследований на LHC - выйти за рамки Стандартной Модели, и бозон Хиггса может стать ключевым моментом в этих исследованиях.

Присутствие бозона Хиггса Стандартной Модели подтвердит теорию, которая была выдвинута в 60-х годах прошлого века. Однако, бозон Хиггса может быть обнаружен и в других формах, отсылая нас к другим теориям за рамками Стандартной Модели. Особенности поведения Хиггса Стандартной Модели, которые будут обнаружены только после изучения большого числа распадов, всё же могут привести нас к новой физике. Хиггс вне Стандартной Модели, который коллаборации LHC, на основании зарегистрированных на настоящее время данных, не ожидают обнаружить, немедленно дал бы нам доступ к новой физике. Что касается отсутствия Хиггса Стандартной Модели, это твердо нацелит нас на новую физику на полной номинальной мощности LHC, которая будет достигнута после 2014 года. Какими бы ни были выводы, сделанные коллаборациями ATLAS и CMS по поводу существования бозона Хиггса, ясно одно - программа LHC открывает дорогу к новой физике. (http://press.web.cern.ch/press/PressReleases/Releases2011/PR25.11E.html)

__________________________________________________________________

Со слов очевидца:
На семинар по результатам поиска Хиггса было не пробиться. Места в зале заняли часа за 4.

Фото и наблюдения с.н.с. ИЯИ М.Кирсанова.

Резюме:
1. Осталось незакрытое окно для Хиггса Стандартной Модели шириной около 11 ГэВ: 116 - 127 ГэВ
2. В области 123 - 126 ГэВ обоими экспериментами наблюдается избыток событий
3. Глобальная значимость избытка по диапазону низких масс в CMS 1.9 sigma, ATLAS 2.3 sigma (для открытия надо 5)
4. После комбинации результатов экспериментов ожидается значимость >3 sigma. Это значит что вероятность такой флуктуации фона < 0.001
5. Подобный избыток уже наблюдался летом - оказался флуктуацией...