В экспериментах, возможно, были обнаружены сразу два бозона Хиггса

Теоретики из Франции и США показали, что некоторые особенности последних данных с Большого адронного коллайдера (БАК) и «Теватрона» можно объяснить регистрацией не одного, а двух бозонов Хиггса.

Стоит сразу напомнить, что надёжный сигнал от частицы, претендующей на роль хиггсовской, был выделен детекторами БАКа ATLAS и CMS около двух месяцев назад. При поиске этого сигнала физики ориентировались на предсказания Стандартной модели, которая даёт довольно точные оценки вероятности распада бозона Хиггса на пару фотонов γ, W- или Z-бозонов, тау-лептонов τ или пару «b-кварк — b-антикварк», зависящей от его теоретически не определяемой массы М_Н.

В экспериментах на БАКе наиболее информативными оказываются каналы распада на γγ, ZZ и WW. Обработав информацию по каналам γγ и ZZ, где ATLAS и CMS обеспечивают высокое разрешение по массе, учёные нашли значение М_Н = 125–126 ГэВ. Хотя результаты экспериментов в основном согласуются с расчётами в рамках Стандартной модели, проведёнными для такой массы бозона Хиггса, небольшие расхождения заметить можно. В канале γγ, к примеру, и ATLAS, и CMS зарегистрировали больше распадов, чем ожидалось, а второй детектор увидел ещё и дополнительный (но не имеющий серьёзной статистической значимости) пик в районе 136 ГэВ. Кроме того, при исследовании распадов на пары тау-лептонов коллаборация CMS обнаружила некоторый дефицит событий в области 125 ГэВ и их избыток для М_Н > 132 ГэВ.

На «Теватроне», где самым перспективным с точки зрения отбора полезных событий считалось образование хиггсовской частицы в паре с W- или Z-бозоном и последующий её распад на пару «b — анти-b», действительно значимый сигнал, позволяющий говорить об открытии, так и не проявился. Тем не менее следы предполагаемого бозона Хиггса с массой в ~135 ГэВ можно найти и в данных с этого коллайдера.

Разгадать этот ребус неизмеримо проще, чем обнаружить любую из предсказанных суперсимметричных частиц. (Иллюстрация Caroline Duc.)

По мнению авторов, все эти «странности» могут указывать на то, что БАК и «Теватрон» зафиксировали распады двух разных бозонов с массой в ~125 и ~136 ГэВ. Эти частицы, естественно, описываются уже не Стандартной моделью, а её суперсимметричным расширением, которое допускает существование нескольких физических хиггсовских бозонов. Если точнее, то физики рассмотрели модель NMSSM (next-to-minimal supersymmetric Standard Model — модель, следующая за минимальной суперсимметричной Стандартной), содержащую целых семь бозонов Хиггса, и отметили такую точку в её пространстве параметров, которая даёт хорошее соответствие почти всем данных с двух коллайдеров.

Проверка этой гипотезы потребует новых измерений в каналах γγ и ZZ. Экспериментаторы также могут попытаться обнаружить третий бозон Хиггса из NMSSM, который должен иметь бóльшую массу (~290 ГэВ).

Существует и возможность проверки самóй модели NMSSM, которая предсказывает появление не только нескольких хиггсовских бозонов, но и других новых частиц вроде скварков и глюино (суперпартнёров кварков и глюонов). К сожалению, длительные поиски подобных суперсимметричных частиц не дают результатов: на юбилейной двадцатой специализированной конференции SUSY 2012, которая проходила в Пекине и завершилась 18 августа, коллаборации ATLAS и CMS вновь сообщили о том, что никаких следов суперсимметрии они не зафиксировали.

Подготовлено по материалам arXiv.