Спустя три года с момента объявления об открытии частицы, называемой бозоном Хиггса, ученые-физики, работающие в рамках экспериментов ATLAS и CMS на Большом Адронном Коллайдере, совместили данные этих двух экспериментов, собранные во время первого этапа работы ускорителя в 2011-2012 годах. Такое объединение позволило ученым получить наиболее подробную картину «частицы Бога», ее свойств и особенностей взаимодействия с другими элементарными частицами. Первыми результатами объединения данных стало уточненное измерение массы бозона Хиггса, о чем было объявлено в мае 2015 года. А все другие свойства бозона, подтвержденные немного позже, находятся в полном соответствии со Стандартной Моделью физики элементарных частиц, и этот факт станет основополагающим для большинства исследований, которые будут проводиться в следующие несколько месяцев, во время которых будут производиться поиски новых явлений физики.

«Бозон Хиггса сам по себе является фантастическим научным инструментом, при помощи которого мы выполняем проверку соответствия Стандартной Модели физики элементарных частиц и изучаем механизм Хиггса, который обеспечивает наличие массы у всех элементарных частиц» — рассказывает Рольф-Дитер Хойер (Rolf Heuer), Генеральный директор Европейской организации ядерных исследований CERN, — «Объединение результатов двух различных экспериментов позволяет нам достигнуть высокой точности, которая требуется для осуществления прорыва в этой области, и это позволяет нам достичь того, чего можно было бы достичь с только одним экспериментом, который выполнялся бы еще два года минимум».

Существует несколько способов получения бозонов Хиггса, который, к тому же, может распадаться на другие частицы несколькими различными путями. Согласно Стандартной Модели, которая описывает все фундаментальные силы и частицы, бозон немедленно должен распадаться на нижний кварк и нижний антикварк в 58 процентах случаев. И объединение результатов экспериментов ATLAS и CMS позволило определить соотношение видов распада бозона Хиггса с самой высокой на сегодняшний день точностью.

Такое увеличение точности чрезвычайно важно из-за того, что оно позволяет вычислить силы взаимодействия бозона с другими элементарными частицами и их массы. Кроме этого, любое отклонение показателей бозона от предсказанных Стандартной Моделью вызвало бы вопросы, связанные с недостоверностью Модели и механизма Хиггса, что потенциально открывает двери новой физики, лежащей за пределами Стандартной Модели.

«Объединение результатов позволило нам зарегистрировать механизмы распада бозона Хиггса на тау-частицы с уровнем достоверности, превышающем 5 сигма, чего достаточно для объявления о научном открытии. И такого уровня достоверности невозможно было бы достичь, используя только результаты одного из экспериментов».

«Однако, объединение результатов двух разных экспериментов является делом намного более сложным, нежели это кажется с первого взгляда. Каждый из экспериментов собирает данные о более чем 4200 тысячам параметров и их простое объединение привело бы к появлению систематической ошибки и недостоверности» — рассказывает Тициано Кампорези (Tiziano Camporesi), член группы эксперимента CMS, — «Но нашим ученым удалось определить набор основных связующих параметров, а в будущем, с учетом нового энергетического уровня ускорителя, мы сможем рассмотреть бозон Хиггса более детально со всех сторон. И в этом так же будет использоваться уже отработанная технология совмещения данных».