Бозон Хиггса — ключевая частица Стандартной модели, связанная с механизмом возникновения масс у элементарных частиц. После его открытия на Большом адронном коллайдере (LHC) одной из главных задач физики стало как можно точнее измерить его свойства. Среди наиболее важных параметров — полная ширина распада, которая характеризует «время жизни» частицы и чувствительна к возможным дополнительным каналам распада.
В Стандартной модели полная ширина бозона Хиггса чрезвычайно мала — около 4,1 МэВ, поэтому напрямую измерить её на LHC невозможно: она значительно меньше энергетического разрешения детекторов.
Поэтому наиболее строгие ограничения получают косвенными методами. Один из них основан на сравнении вероятностей процессов рождения и распада в двух разных режимах: когда частица образуется на своей массе (оншелл-процессы, on-shell) и когда аналогичные процессы происходят при значительно более высоких инвариантных энергиях (оффшелл-режим, off-shell).
Такой подход работает потому, что частота оншелл-событий зависит от полной ширины бозона Хиггса, тогда как оффшелл-процессы практически не чувствительны к её величине. Сравнение этих режимов позволяет получить ограничение на ширину частицы.
Однако при таком анализе делается важное теоретическое предположение: что силы взаимодействия Хиггса с другими частицами одинаковы как в оншелл-, так и в оффшелл-режиме.
В новой работе этот вопрос исследовали теоретики DESY (Немецкий центр синхротронных исследований в Гамбурге) и Университета Кипра — Георг Вайглайн (Georg Weiglein) и Панагиотис Стилиану (Panagiotis Stylianou). Они проверили, насколько надёжны существующие ограничения, если это предположение нарушается из-за появления дополнительных скалярных бозонов — гипотетических частиц, которые возникают во многих расширениях Стандартной модели.
3.26