Фейерверк вспыхивает, и одна точка рассыпается сразу четырьмя искрами. Похоже ведёт себя Z-бозон — частица, переносящая слабое взаимодействие, — когда распадается на четыре заряженных лептона (электроны или мюоны). Процесс крайне редкий: на миллион рождений Z-бозона приходится лишь около пяти таких событий.

На Большом адронном коллайдере, в детекторе CMS, протоны сталкивались на огромной скорости, и среди обломков физики искали именно такие «четырёхлептонные фейерверки». За два сеанса работы на энергиях 8 и 13 ТэВ накопили данных на 19.7 и 138 обратных фемтобарн (эта мера показывает, сколько всего произошло столкновений). В результате общую вероятность распада Z → 4ℓ измерили с точностью до 3% — [4.67 ± 0.11 (стат) ± 0.10 (сист)] × 10⁻⁶. Отдельно посчитали для комбинаций: Z → 4μ, Z → 4e и Z → 2μ2e.

Главная интрига была не в самой вероятности. Физики изучали, как продукты распада разлетаются в пространстве: углы, энергии, взаимные ориентации. Особое внимание уделили тройным асимметриям — величинам, которые меняют знак при зеркальном отражении и замене частиц на античастицы. Заметные отклонения от нуля указали бы на нарушение CP-инвариантности, одного из фундаментальных принципов Стандартной модели. Результаты сравнили с предсказаниями теории и расхождений не нашли. Зато установили ограничения на возможное существование новых тяжёлых частиц — например, дополнительных калибровочных бозонов, которые могли бы вмешиваться в этот распад.

Такой фейерверк — не просто красивое зрелище. Это сверхчувствительный тест на новую физику: малейшая примесь неизвестных сил изменила бы картину разлёта частиц. Пока всё чисто, но точность измерений уже вплотную приблизилась к тому уровню, где могут проявиться долгожданные сюрпризы. И тогда четыре искры расскажут о мире то, чего мы ещё не знаем.