見逃しやすい稀な経路
CERNの大型ハドロン衝突型加速器のATLAS実験に取り組む物理学者らは、ヒッグス粒子が仮想光子と実光子に崩壊する証拠を報告した。この過程はヒッグス崩壊の約1万分の1でしか起こらないと予想されており、最も捉えにくい挙動の一つとなっている。
ヒッグス粒子は短命であるため、研究者らは直接見ることができない。彼らはそれが残す粒子を研究し、予測された経路に一致するパターンを探す。
この結果が重要な理由
ヒッグス粒子は素粒子がどのように質量を得るかに関係している。稀な崩壊を測定することで、その相互作用が素粒子物理学の標準模型——既知の粒子と力を記述する枠組み——と一致するかどうかを検証できる。
測定値が予測からずれれば、まだ見られていない新しい粒子や力を示す可能性がある。これまでのところ、新しい結果は予想される像と一致しているが、チームはデータサンプルがまだ小さいと述べている。
この分析は数年にわたって記録された衝突に基づいており、信号はごく少数の事象にしか現れない。ライバルチームは独立した方法で測定を再現しようとするだろう。物理学者らは、そのようなクロスチェックが手がかりを確認された観測に変えるのだと述べている。
さらなるデータが進行中
稀な過程の確認には時間がかかる。衝突型加速器は限られた割合でヒッグス粒子を生成し、この経路をたどるのはごく一部にすぎない。研究者らは、はるかに大きな通常事象のバックグラウンドから微弱な信号を分離しなければならない。
チームによると、今後の運転でより多くの衝突が追加され、測定の精度が向上する。現時点では、この発見はこの装置での10年以上の研究で築かれた像に一片を加えるものである。
研究者らは、この測定はヒッグス粒子がより軽い粒子とどのように結合するかも検証すると述べている。これは重い粒子との結合よりも調べるのが難しい分野である。より高い強度での将来の運転は、はるかに鋭い検証を可能にし、共同研究チームは数年以内により確固たる数値を報告することを期待している。