 дозволив вченим зробити неймовірне відкриття про бозон Гіґґса.){kind=link}
Một bước đột phá thú vị tại Máy Va chạm Hadron Lớn (LHC) đã cho phép các nhà khoa học thực hiện một khám phá đáng kinh ngạc có thể thay đổi cơ bản hiểu biết của chúng ta về vật lý hạt. Sự hợp tác của ATLAS và CMS, vốn đã làm việc không mệt mỏi kể từ khi khám phá ra hạt Higgs vào năm 2012, đã hợp lực để tìm ra bằng chứng đầu tiên về một hiện tượng phi thường: sự phân rã của boson Higgs thành boson Z và một photon.
Hạt Higgs, thường được gọi là "hạt của Chúa", là hạt cơ bản mang lại khối lượng cho các hạt khác. Hiểu các tính chất của nó và các cách khác nhau mà nó phân tách thành các hạt khác là rất quan trọng để làm sáng tỏ những bí ẩn của vũ trụ. Sự phân rã được quan sát gần đây của boson Higgs có thể cung cấp bằng chứng gián tiếp về sự tồn tại của các hạt khác với những hạt được Mô hình Chuẩn của vật lý hạt cơ bản tiên đoán. Mô hình này mô tả các hạt cơ bản và tương tác của chúng.
Theo Mô hình Chuẩn, nếu boson Higgs có khối lượng khoảng 125 tỷ electron vôn, thì khoảng 0,15% boson Higgs phân rã thành boson Z và photon. Tuy nhiên, các phần mở rộng của Mô hình Chuẩn đưa ra các tỷ lệ phân rã thay thế. Do đó, phép đo chính xác tốc độ phân rã là một kho tàng kiến thức, làm sáng tỏ vật lý ngoài Mô hình Chuẩn và bản chất thực sự của boson Higgs bí ẩn.
Trước khi thực hiện khám phá mang tính cách mạng này, nhóm ATLAS và CMS đã kiểm tra độc lập dữ liệu thu thập được từ các vụ va chạm giữa proton với proton tại HAC. Họ cẩn thận sàng lọc các sự kiện va chạm, tìm kiếm các dấu hiệu về sự phân rã của boson Higgs thành một boson Z và một photon. Các chiến lược của họ liên quan đến việc xác định boson Z thông qua sự phân rã của nó thành các cặp electron hoặc muon (anh em họ nặng hơn của các electron), xảy ra khoảng 6,6% thời gian.
Chìa khóa thành công được các nhà khoa học công nhận là một tính năng đặc trưng – một đỉnh hẹp trên nền nhẵn – trong sự phân bố tổng khối lượng của các sản phẩm phân rã. Để tăng độ nhạy, các nhóm đã phân loại các sự kiện dựa trên các đặc điểm của quy trình sản xuất boson Higgs. Họ đã sử dụng các kỹ thuật máy học tiên tiến để phân biệt tín hiệu thực với tiếng ồn xung quanh.
Sự hợp tác này đã làm tăng đáng kể độ chính xác thống kê và phạm vi tìm kiếm của họ, dẫn đến bằng chứng thuyết phục đầu tiên về sự phân rã của boson Higgs thành boson Z và photon.
Mặc dù kết quả không đáp ứng được yêu cầu chung được chấp nhận là 5 độ lệch chuẩn cho một quan sát hợp lệ, phát hiện này có ý nghĩa thống kê là 3,4 độ lệch chuẩn. Ngoài ra, tốc độ tín hiệu đo được vượt quá dự đoán của Mô hình Chuẩn 1,9 độ lệch chuẩn, điều này càng khiến các nhà vật lý phấn khích hơn.
Khám phá mang tính cách mạng này đưa chúng ta đến gần hơn với việc khám phá những bí mật của vũ trụ, thách thức hiểu biết hiện tại của chúng ta về vật lý hạt cơ bản. Nghiên cứu đang được tiến hành tại HAC hứa hẹn những khám phá sâu sắc hơn nữa khi các nhà khoa học tiếp tục mở rộng ranh giới hiểu biết của con người bằng cách đi sâu vào lĩnh vực bí ẩn của các tương tác hạt. Khi bắt tay vào cuộc hành trình phi thường này, chúng tôi mong chờ chương tiếp theo trong hành trình tìm hiểu các khối xây dựng cơ bản cho sự tồn tại của chúng tôi.
Đọc thêm: