Международный коллектив ученых из коллабораций, работавших на детекторах CDF и D0 коллайдера Теватрон в США, подтвердили свойства бозона Хиггса. Ускоритель остановлен в 2011 году, но, анализируя полученные на нем данные по распаду частиц, физики показали, что бозон Хиггса имеет нулевой спин и четный паритет. Тоже самое ранее предполагали на БАК. Результаты работы находятся в печати в журналеPhysical Review Letters, а их популярный пересказ дает сайт журнала Science.
Семикилометровый коллайдер Теватрон в Фермилабе работал с 1983 года по сентябрь 2011. На нем наблюдали признаки бозона Хиггса, но так никогда и не открыли его существование. Лавры первооткрывателя достались Большому адронному коллайдеру в ЦЕРН в июле 2012 года.
Когда физики в ЦЕРН открыли бозон Хиггса, они определили его массу — 125 ГэВ. Но у частицы есть и другие характеристики — спин и четность. Согласно Стандартной модели, бозон Хиггса должен иметь нулевой спин и положительную четность. Но при наблюдении возникла вероятность, что бозон Хиггса может иметь при нулевом спине отрицательную четность или даже два спина и позитивную четность. Такой экзотический набор свойств щекочет нервы ученых, ведь он Стандартной модели как раз не соответствует.
В действительности экспериментаторы, работая с двумя большими детекторами частиц на БАК — ATLAS и CMS — показали с большой вероятностью, что бозон Хиггса обладает нулевым спином и положительной четностью. Они изучили распад бозонов Хиггса в похожие частицы, такие как пара фотонов или пара массивных частиц, называемых Z-бозонами.
Физики на Теватроне выбрали другой путь для проверки свойств бозона Хиггса. Вместо наблюдения за распадом они исследовали свойства бозона Хиггса, возникающие в паре с Z-бозоном или W-бозоном. Используя энергии и моменты бозона Хиггса в паре с другой частицей, ученые вычислили инвариант массы для пары. При этом они проверили разные сочетания спина и четности. Если бы бозон Хиггса имел экзотическое сочетание спина и четности, не предсказанное Стандартной моделью, то наблюдаемая инварианта массы была бы больше. Как раз в данных, полученных на детекторах CDF и D0, ученые искали такую высокоинвариантную пару масс, и не нашли, что убедительно доказывает — никакой экзотичности в свойствах бозона Хиггса нет.
