Les physiciens du CERN ont mesuré la durée de vie du boson de Higgs avec une précision inégalée. Étant donné que la particule mythique ne vit qu'une infime fraction par seconde, les scientifiques ont proposé une solution créative et de contournement pour calculer le nouveau chiffre.
Le boson de Higgs, supposé pour la première fois dans les années 1960, Modèle standard C'était la dernière particule élémentaire prédite par
D'autres particules gagnent en masse par des interactions avec elle.
Sa détection en 2012 a été l'une des percées scientifiques les plus importantes d'un siècle, qui a valu aux scientifiques qui ont formulé l'idée le prix Nobel de physique 2013.
Qu'est-ce que le boson de Higgs ?
Le boson de Higgs est une particule élémentaire du modèle standard de la physique des particules produite par l'excitation quantique du champ de Higgs, l'un des champs de la théorie de la physique des particules.
Dans le modèle standard, la particule de Higgs est un gros boson scalaire à spin nul, sans charge électrique ni charge de couleur.
Il est également très instable, se désintégrant presque en d'autres particules.
Il porte le nom du physicien Peter Higgs, qui en 1964, avec cinq autres scientifiques, a proposé le mécanisme de Higgs pour expliquer pourquoi certaines particules ont une masse.
Ce mécanisme nécessitait l'existence d'une particule sans spin connue sous le nom de boson scalaire aux propriétés décrites par la théorie du mécanisme de Higgs. Cette particule a été nommée boson de Higgs.
Ainsi, pour la nouvelle étude, les scientifiques de la collaboration CMS ont utilisé une méthode indirecte pour mesurer la durée de vie du boson de Higgs plus précisément que jamais auparavant. Au lieu de cela, ils se sont tournés vers une propriété différente appelée largeur de masse.
Cette propriété était la gamme de masses possibles que les particules pouvaient avoir.
Essentiellement, plus la largeur de masse de la particule est grande, plus sa durée de vie est courte, ce qui permet aux physiciens de mesurer la première et de calculer la seconde.
La masse nominale du boson de Higgs – sa valeur habituelle, la plus courante – est de 125 gigaélectronvolts (GeV).
mais Principe d'incertitude de Heisenberg Grâce à l'étrangeté quantique, des versions de plus grande masse sont également parfois produites.
L'équipe chargée de l'étude a analysé les données de la deuxième étude d'observation du LHC pour calculer le rapport entre les bosons de Higgs « sur coquille » (ceux proches de la masse nominale) et les bosons de Higgs « hors coquille » (ceux dont la masse est bien supérieure à la normale). ).
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En utilisant cette technique, les chercheurs ont calculé que la durée de vie du boson de Higgs est de 210 notosecondes.
Les multiplicités exponentielles fonctionnent très bien en physique
Nous pouvons dire cela comme un septillion de seconde ou sa représentation dans un domaine décimal suivi de 22 zéros. Cependant, les exposants viennent à notre secours à ce stade.
L'incertitude de cette valeur (+2.3/-0.9) x 10-22 secondes, ce qui en fait la mesure la plus précise jamais réalisée de la durée de vie du boson de Higgs.
"Nos résultats montrent que la production de bosons de Higgs hors coquille offre un excellent moyen de mesurer la durée de vie du boson de Higgs", explique Pascal Vanlaer, physicien à CMS. « Et cela marque un tournant dans l'étude des propriétés de cette particule unique.
Dans les années à venir, la précision de la mesure devrait augmenter avec les données des études du LHC et les nouvelles idées d'analyse.
source : new atlas
Günceleme: 06/12/2021 15:54
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