Бозон Хиггса может распадаться на самые разные комбинации частиц. Многие из них доступны измерению, и все их следует внимательно изучить в поисках хоть каких-то отклонений от Стандартной модели. Среди них есть особенно любопытная возможность — «невидимый распад», то есть распад на частицы, которые не оставляют никакого следа в детекторе. В рамках Стандартной модели такой распад возможен с ничтожной вероятностью — примерно 0,1%; роль невидимых частиц играют две пары нейтрино. Однако в теоретических моделях за пределами СМ часто встречаются новые легкие частицы (например, частицы-кандидаты в темную материю), на которые бозон Хиггса тоже может распадаться. Если в природе реализуется такая ситуация, то вероятность невидимого распада может резко вырасти по сравнению с СМ.

Невидимый распад бозона Хиггса можно обнаружить на LHC по импульсу отдачи, который приобретают другие, обычные частицы, родившиеся вместе с бозоном Хиггса. В столкновении протонов лоб в лоб рождается набор частиц, которые разлетаются в разные стороны. Хиггсовский бозон распадается на невидимые частицы и избегает регистрации, но остальные частицы хорошо видны. Измерив их импульсы, детектор видит дисбаланс поперечного импульса. Набрав статистику таких событий и построив распределения по потерянному импульсу, можно опознать в них «отпечаток» невидимого распада бозона Хиггса.

Поиски таких событий уже проводились в 2013 году, и никакого намека на невидимый распад тогда найдено не было. Сейчас, имея на руках первые данные сеанса Run 2, набранные еще в 2015 году, коллаборация CMS выполнила новый поиск такого распада при энергии столкновений 13 ТэВ. Статья с результатами этого исследования на энергиях 7, 8 и 13 ТэВ появилась недавно в архиве е-принтов (arXiv:1610.09218). Общий вывод остается тем же, что и раньше: намеков на невидимый распад пока не видно, а ограничение сверху на его вероятность составляет 24% на уровне статистической значимости 95%.

Детектор ATLAS увидел аналогичную картину, но официальная статья этой коллаборации пока не вышла. Впрочем, предварительные результаты обеих коллабораций были представлены еще в августе на конференции ICHEP 2016.

Source: Новости