شواهد جدید از ایجاد بوزون هیگز همراه با کوارک و پادکوارک سر به طور همزمان

شواهد جدید از ایجاد بوزون هیگز همراه با کوارک سر به طور همزمان

طبق گزارش های مسئولان تحقیقاتی Atlas و CMS از سرن به نخستین شواهد ایجاد همزمان بوزون هیگز و کوارک و پادکوارک سر دست یافتند.

این شواهد بسیار مهم در ماه آوریل از سوی مسئولان CMS بطور عمومی اعلام شده بود.این پژوهش نشان دهنده برهم کنش هیگز با سنگین ترین ذره بنیادین در مدل استاندارد یعنی کوارک سر است و نقش بسیار اساسی و مهمی در شناسایی مفهوم جرم در فیزیک خواهد بود.

پنجاه سال قبل یک دانشمند به نام پیتر هیگز فرض کرد که لازم است یک بوزون وجود داشته باشد که مجموع جرم را تکمیل کند.برای چندین دهه این قطعه گمشده ای از پازل مدل استاندارد بود که در نهایت در سال ۲۰۱۲ در برخورد دهنده بزرگ هادرونی مشاهده، تایید و مدل استاندارد کامل شد.

اما این فقط آغاز تحقیقات از بوزون هیگز بود.ما هنوز نیازمند تلاش برای علت جرم گمشده ای داریم که کوارک های سر کاندیدای خوبی برای شروع هستند. برادران و خواهران آنها ( یعنی کوارک های بالا و پایین) پروتون ها و نوترون هو را تشکیل می دهند.اما حضور کوارک های بالا به اندازه کافی طولانی نیستند تا بتوانیم آنها را بهتر بشناسیم ، آنها در یک ثانیه تقسیم می شوند.با این حال آنها به طرز قابل ملاحظه ای سنگین هستند. به میزانی که یک الکترون تقریبا یک سوم میلیمتر جرم یک کوارک بالا را دارد، که این نشان دهنده تعامل نسبتان قدرتمندی با میدان هیگز است.شناسایی این تعامل نیازمند اطلاعاتی از بوزون هیگز با یک کوارک بالا (در چیزی به نام تولید tth) داشت، که این به آسانی انجام شده است.هیچ ذره ای به اندازه کافی بطور مستقیم مشاهده نمیشود و تنها ۱% از بوزون های هیگز که توسط انرژی های LHC ایجاد می شوند، در کنار کوارک بالا ظاهر می شوند.

برای تعیین آن، فیزیکدانان میبایست از طریق داده های دو آزمایش متقاطع مختلف در جستجو برای ترکیب های اثراتی از ذرات ناپایدار کمتر ، مورد بررسی قرار دهند.

اکنون محققان با انجام هر دو آزمایش و مقایسه نتایج خود مطمئن هستند که اعداد مناسب برای توصیف اتصال کوارک سر و بوزون هیگز را دارند.

کارل جکوبز Karl Jakobs فیزیکدان و سخنگوی ATLAS میگوید: این اندازه گیری ها توسط CMS و همکاری های ATLAS نشان می دهد که بوزون هیگز دارای نقش کلیدی در توده های کوارک بالاست. در حالی که این یکی از ویژگی های مهم و اساسی مدل استاندار است که برای نخستین بار بصورت تجربی تایید شده است.

نتایج این پژوهش امروز در نشریه Physical review letters منتشر شد.

#arian_x

منابع:
http://cms.cern/news/tth-announcement

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.120.231801http://cerncourier.com/cws/article/cern/71524
https://press.cern/press-releases/2018/06/higgs-boson-reveals-its-affinity-top-quark

https://www.sciencedaily.com/releases/2018/06/180604124857.htm