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大型ハドロン衝突型加速器 (LHC) のエキサイティングな進歩により、科学者たちは素粒子物理学の理解を根本的に変える可能性のある驚くべき発見を行うことができました。 2012 年のヒッグス粒子の記念碑的な発見以来、たゆまぬ努力を続けてきた ATLAS と CMS の共同研究は、ヒッグス粒子が Z 粒子と光子に崩壊するという、異常な現象の最初の興味深い証拠を見つけるために力を合わせました。
「神の粒子」とも呼ばれるヒッグス粒子は、他の粒子に質量を与える基本的な粒子です。 その特性と他の粒子に分解するさまざまな方法を理解することは、宇宙の謎を解明するために非常に重要です。 最近観察されたヒッグス粒子の崩壊は、素粒子物理学の標準モデルによって予測されたもの以外の粒子の存在に対する間接的な証拠を提供する可能性があります。 このモデルは、基本的な粒子とその相互作用を記述します。
標準模型によれば、ヒッグス粒子の質量が約 125 億電子ボルトである場合、ヒッグス粒子の約 0,15% が Z 粒子と光子に崩壊します。 ただし、標準モデルの拡張機能では、別の減衰率が提供されます。 したがって、崩壊率の正確な測定は知識の宝庫であり、標準模型を超えた物理学や謎に満ちたヒッグス粒子の本質を解明することができます。
この革命的な発見をする前に、ATLAS チームと CMS チームは、HAC での陽子同士の衝突から収集されたデータを個別に調査しました。 彼らは衝突事象を注意深く調査し、ヒッグス粒子が Z 粒子と光子に崩壊する兆候を探しました。 彼らの戦略には、約 6,6% の確率で起こる電子またはミューオン (電子のより重いいとこ) の対への崩壊を通じて Z 粒子を特定することが含まれていました。
成功の鍵は、崩壊生成物の総質量の分布における特徴的な特徴 (滑らかな背景上の狭いピーク) として科学者によって認識されました。 感度を高めるために、研究チームはヒッグス粒子生成プロセスの特徴に基づいて事象を分類した。 彼らは、高度な機械学習技術を使用して、実際の信号を背景ノイズから区別しました。
この共同作業により、調査の統計的精度と範囲が大幅に向上し、ヒッグス粒子が Z 粒子と光子に崩壊するという初めての説得力のある証拠が得られました。
この結果は、有効な観察の一般に受け入れられている要件である 5 標準偏差には達していませんが、この結果は 3,4 標準偏差の統計的有意性を誇っています。 さらに、測定された信号速度は標準モデルの予測を 1,9 標準偏差上回っており、物理学者の間でさらなる興奮を引き起こしました。
この革命的な発見は、私たちを宇宙の秘密の解明に近づけ、素粒子物理学に対する現在の理解に疑問を投げかけます。 HAC で進行中の研究では、科学者が粒子相互作用の神秘的な領域を掘り下げて人類の知識の限界を押し広げ続けており、さらに深い発見が期待されています。 この並外れた旅に乗り出す私たちは、私たちの存在の基本的な構成要素を理解する探求における次の章を楽しみにしています。
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