АТЛАС ХОВОР БӨӨМИЙН ЗАДРАЛААС ҮҮСЭХ ХИГГС ХОС БОЗОНЫГ ХАЙЖ БАЙНА

Нийтлэсэн Б Нямдаваа
2021-04-21
506

АТЛАС ХОВОР БӨӨМИЙН ЗАДРАЛААС ҮҮСЭХ ХИГГС ХОС БОЗОНЫГ ХАЙЖ БАЙНА

Хигс бозоныг 2012 онд нээснээс хойш Large Hadron Collider (LHC) – дээр ажиллаж буй эрдэмтэд энэхүү онцгой бөөмийн шинж чанар, эгэл бөөмсөд масс олгох үндсэн механизмтай хэрхэн холбогддогийг судалж байна. Туршилтаар хараахан батлаагүй байгаа нэг шинж чанар нь Хигс бозоны өөрийн-холбоос буюу өөртэйгөө харилцан үйлчлэлд ордог эсэх юм. Ийм харилцан үйлчлэлийн үр дүнд нь LHC – ийн их энерги бүхий протон – протоны мөргөлдөөнөөс Хигс бозоны хос үүсдэг. Энэ нь Стандарт моделд ер бусын ховор үзэгдэл бөгөөд ганц Хигс бозон үүсэхээс 1000 дахин ховор байдаг. Хигс бозоны өөрийн – холбоосын (self - coupling) хэмжилт нь онолын таамаглалаас ялгаатай гарвал маш чухал үр дүнд хүргэх болно => Орчлон ертөнц энергийн илүү доод төлөвт шилжиж, материйн харилцан үйлчлэлийг илэрхийлдэг хуулиуд нь эрс өөр хэлбэрт шилжиж магадгүй юм. Одоо болж буй Ренконтре де Морионд (Rencontres de Moriod) – ын хурлын үеэр АТЛАС (ATLAS) хамтын ажиллагаа дээрх асуудлыг хөндсөн судалгааныхаа үр дүнг танилцуулав. АТЛАС – ийн физикчид LHC – ийн мөргөлдөөнөөс Хигс–хос үүсэхтэй холбоотой хоёр процессыг хайснаас зөвхөн нэг нь Хигс бозоны өөрийн холбоосоор явагддаг ба нийт (инвариант) масс нь бага байх үед Хигс хос үүсэх боломжийг өсгөдөг байна. Энэхүү хоёр процесс нь квант механикийн интерференцид орж Стандарт моделийн хувьд Хигс бозон хос үүсэх үзэгдлийг бууруулдаг. Хэрэв физикийн шинэ үзэгдэл явагдаж байвал Хигс бозоны өөрийн холбоосыг өөрчилж магадгүй бөгөөд АТЛАС нь таамаглаж байснаас илүү их Хигс бозоны хосыг харах ба эгэл бөөмийн физикийн хэллэгээр, илүү өндөр хөндлөн огтлолыг хэмжих юм. АТЛАС-ийн физикчид өөрсдийн шинэ судалгаанд зориулж хоёр Хигс бозоны нэг нь хоёр фотонд, нөгөө нь хоёр доод кваркад задрах ховор процессыг хайх анализын шинэ аргачлал боловсруулав. Хигс бозоны өөрийн холбоосыг (self - coupling) илүү оновчтой тандах үүднээс эхлээд протон – протон мөргөлдөөнүүдээ бага болон их масстай тохиолдлуудад хуваасан байна. Үүний дараа машин – сургалтын (machine - learning) алгоритм ашиглан процессыг үүнтэй адил харагддаг процессоос ялгасан. Эцэст нь Хигс хос үүсэх хөндлөн – огтлолыг тодорхойлсон ба энэ нь Хигс бозоны өөрийн холбоосыг Стандарт моделийн утгатай харьцуулсан харьцаанаас хэрхэн хамаарч байгааг ажиглав. Эндээс АТЛАС – ийн эрдэмтэд Хигс бозоны өөрийн холбоосын утга нь Стандарт моделийн таамаглалыг -1.5 – 6.7 дахин авсанаас хэтрэхгүйг тогтоож, мөн Хиггс – хос үүсэх хөндлөн огтлолд дээд хязгаар тогтоов. Хигс бозоны өөрийн холбоосын үр дүн нь АТЛАС – ийн ижил задралын сувагт хийсэн өмнөх үр дүнгээс хоёр дахин хүчтэй байна. Хэдийгээр энэхүү үр дүн нь Хигс бозоны өөрийн холбоосын тухайд уг хэмжилт дэлхий дээрх хамгийн сайн заагийг тогтоосон ч ажил нь дөнгөж эхэлж байна. Хэрэв Хигс бозоны өөрийн холбоос нь Стандарт моделийн таамаглалтай ойролцоо байвал ажиглах хүртэл бүр ч их хэмжилтийн өгөгдөл шаардагдах тул цаашдын үйл явцын эхлэл гэж болно. Хигс бозоны өөрийн холбоосыг хэмжих нь High Luminosity LHC (HL – LHC) буюу өндөр гэрэлтэлттэй LHC програмын үндсэн зорилгуудын нэг бөгөөд уг шинэчлэл 2020-2030 оны сүүлээр үйл ажиллагаагаа эхлүүлэхээр төлөвлөсөн байна. HL – LHC нь энэхүү судалгаанд ашигласнаар илүү өндөр энергид хэмжсэн, 20 дахин илүү өгөгдлийг хэмжиж авна гэж үзэж байна. Хэрэв Хигс – хос үүсэх процесс Стандарт моделийн таамаглалтай таарч байвал энэхүү асар их өгөгдлийг ашиглан хэмжиж болох ба Хигс бозоны өөрийн холбоосын тухай илүү тодорхой, тоон дүгнэлт хийх боломжтой болно.