Физикам удалось наиболее точно измерить время жизни легендарной элементарной частицы

Физикам из Европейской организации ядерных исследований удалось наиболее точно измерить время жизни бозона Хиггса – легендарной элементарной частицы, которая живет буквально мгновение. Информация об этом была опубликована сайте CERN.

Гипотезу о существовании бозона Хиггса выдвинул британский физик Питер Хиггс в 1964 году. Она предполагает, что этот бозон – последняя элементарная частица, предсказанная Стандартной моделью, тогда как другие частицы набирают массу за счет взаимодействия с ней.

Обнаружение бозона Хиггса в 2012 году стало одним из самых важных научных открытий за столетие, а ученые, причастные к открытию, получили Нобелевскую премию по физике 2013 года.

С тех пор условия для появления частицы регулярно воспроизводили на Большом адронном коллайдере, чтобы изучать ее свойства, а также свойства и происхождение хиггсовского поля.

Однако сделать это не так просто, ведь время жизни бозона Хиггса ничтожно. Оно так мало, что рожденный на коллайдере бозон успевает пролететь слишком маленькое расстояние для того, чтобы его можно было непосредственно измерить в детекторе.

При этом время жизни частицы можно определить не только наблюдая за ее движением, но и из формы амплитуды распада.

The Higgs boson still has many mysteries but now one less: The Heisenberg uncertainty principle predicts that fundamental particles have a mass width and a lifetime. And now, CMS has evidence that the Higgs boson unmistakably has a lifetime

More info https://t.co/2v3BaSfSwn pic.twitter.com/GqHiOQxJ1h
— CMS Experiment CERN (@CMSExperiment) November 30, 2021

В 2021 году физики, работающие на детекторе CMS Большого адронного коллайдера, измерили время жизни бозона Хиггса, проанализировав его распад на два нейтральных векторных Z-бозона, которые затем распадались на четыре заряженных лептона или два заряженных лептона и два нейтрино.

Результаты показали, что бозон Хиггса живет 210 йоктосекунд (одна йоктосекунда – 10^–24 секунды).

Новое измерение выполнено с точностью до септиллионных долей секунды, или до десятичной запятой, за которой следуют 22 нуля. Это самое точное измерение времени жизни бозона Хиггса на сегодняшний день, совпадающее в рамках экспериментальной погрешности с предсказанием Стандартной модели.

Стандартная модель – теория, которая описывает большую часть взаимодействий всех известных науке элементарных частиц.