Коллаборация ATLAS представила значимые новые результаты по изучению свойств бозона Хиггса на конференции EPS-HEP 2025 в Марселе. Учёные сосредоточились на двух экстремально редких каналах распада этой фундаментальной частицы. Первый – распад бозона Хиггса на пару мюонов (H → μμ), происходящий один раз на 5000 случаев. Исследование этого распада важно для понимания взаимодействия бозона Хиггса с фермионами второго поколения и для прояснения механизма возникновения массы у частиц разных поколений. До сих пор подобные взаимодействия наблюдались только для частиц третьего, наиболее тяжёлого поколения: тау-лептона, t-кварка и b-кварка.
Второй исследуемый процесс – распад бозона Хиггса на Z-бозон и фотон (H → Zγ), при этом Z-бозон впоследствии распадается на пару электронов или мюонов. Этот редкий распад представляет особый интерес, поскольку происходит через сложный промежуточный "петлевой" процесс с участием виртуальных частиц. Вклад в эту петлю неизвестных частиц мог бы стать указанием на существование физики за пределами Стандартной модели.
Выявление этих редких распадов сопряжено с огромными трудностями. Для поиска H → μμ исследователи анализировали данные в поисках небольшого избытка событий, сгруппированных около массы пары мюонов в 125 ГэВ (что соответствует массе бозона Хиггса). Этот слабый сигнал легко теряется на фоне тысяч пар мюонов, рождающихся в других процессах столкновений. Выделить распад H → Zγ ещё сложнее, так как Z-бозон распадается на электронную или мюонную пару только в 6% случаев, а сигналы фотонов часто маскируются «имитацией» со стороны струй адронов (джетов).
