في مصادم الهادرونات الكبير، تتصادم البروتونات مليارات المرات في الثانية، ومرة واحدة فقط من كل تريليون تصادم يولد زوج من بوزونات هيغز (الجسيمات المسؤولة عن كتلة كل شيء). في تجربة CMS، كان الفيزيائيون يتعقبون مثل هذه الأحداث تحديدًا. كلا بوزوني هيغز يتحللان على الفور تقريبًا إلى أربعة "إلكترونات ثقيلة" — كواركات سفلية، يراها الكاشف على شكل أربعة نفاثات ضيقة من الجسيمات.
الصعوبة الرئيسية هي أن نفس النفاثات الأربعة يمكن أن تنتج عن عمليات عادية دون أي بوزونات هيغز — مثل همس في ضجيج شلال. لعزل الإشارة، حسّن العلماء المُحفِّز (نظام الانتقاء السريع للأحداث المثيرة للاهتمام)، وتعلموا فصل النفاثات المتداخلة، وطبقوا التعلم الآلي. زادت الحساسية بأكثر من الضعف مقارنة بالبحث السابق على نفس البيانات.
بدمج البيانات من فترتي تشغيل للمصادم (عند طاقتي 13 و13.6 تيراإلكترون فولت)، حدد الفيزيائيون: إذا كان إنتاج أزواج هيغز يحدث، فهو ليس أكثر من 4.7 مرة من التنبؤ النظري. هذا هو الحد الأكثر صرامة لهذه القناة من التحلل. وفي الوقت نفسه، قيدوا قوة "التلامس الثلاثي" لهيغز — المعلمة الأساسية التي تحدد شكل جهد هيغز وتتحكم في كتلة جميع الجسيمات.
الآن تم استكشاف هذا الجهد بشكل أعمق قليلاً. مثل الجيولوجيين الذين يحكمون على بنية باطن الأرض من الموجات الزلزالية، يستعيد الفيزيائيون من الأحداث الزوجية النادرة المشهد غير المرئي حيث تكتسب الكواركات والإلكترونات وزنها.
كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2604.27044
Measurements of Higgs boson pair (HH) production in the four bottom quark (4b) final state are presented using proton-proton (pp) collision data at $$\sqrt{s}$$ = 13.6 TeV collected by the CMS experiment at the CERN LHC, corresponding to an integrated luminosity of 62 fb$$^{-1}$$. Events in which the Higgs boson decays, H$$\mathrm{t\bar{t}}$$, are separately reconstructed as pairs of small-radius jets (resolved), as well as those where they are reconstructed as single large-radius jets (merged), are studied exclusively. Benefiting from new methods in trigger selection, event selection, and signal extraction, the combination of analyses in the resolved and merged topologies gives an observed (expected) upper limit on the HH signal strength, $$\mu_\mathrm{HH}$$, of 4.4 (4.4) at 95% confidence level (CL). Compared to previously published LHC results in the 4b final state, the expected limit with an equivalent integrated luminosity is improved by more than a factor of two in the resolved topology and is better in the merged topology as well. An updated analysis of the resolved topology using 138 fb$$^{-1}$$ of 13 TeV pp collision data yields an observed (expected) 95% CL upper limit on $$\mu_\mathrm{HH}$$ of 10.0 (5.9), an improvement of about 25% in the expected limit compared to the published results using the same data. Results in the 4b final state with 13 and 13.6 TeV are combined, resulting in an observed (expected) 95% CL upper limit on $$\mu_\mathrm{HH}$$ of 4.7 (2.8). The allowed ranges for the Higgs boson trilinear self-coupling and quartic coupling between two Higgs bosons and two vector bosons are also reported. These are the most stringent constraints achieved in the 4b final state to date.
الكوارك السفلي أثقل من البروتون بحوالي أربع مرات — كما لو أن شظية من اصطدام حبتي بازلاء تزن أكثر من البازلاء نفسها.
في رواية "مشكلة الأجسام الثلاثة"، يتلاعب الفضائيون بالقياسات لتغيير خصائص الجسيمات — تمامًا كما يأمل الفيزيائيون في رؤية انحرافات في سلوك بوزون هيغز تشير إلى طبقات خفية من الواقع.