Новости науки 11.05.02 Хиггсовский бозон на Тэватроне -- NNLO
поправки к сечению рождения
Поиск хиггсовского бозона -- одна из нескольких задач первостепенной
важности, стоящих сейчас перед физикой высоких энергий. В свете
того, что коллайдер LEP так и не получил надежного сигнала от хиггсовского
бозона, надежда на открытие бозона Хиггса в ближайшие годы связывается
теперь с ускорителем Tevatron. Теоретические расчеты процесса рождения
Хиггса в столкновении протонов на Тэватроне до сих пор были, однако,
не слишком точны: слишком важными казались многопетлевые КХД поправки.
В недавней работе, опубликованной в Phys. Rev. Lett., были представлены
расчеты рождения бозона Хиггса в next-to-next-to-leading order (NNLO).
Безусловно, хиггсовский бозон будет найден, как только в строй
вступит протонный коллайдер LHC (ориентировочно в 2007 году). Однако
есть подозрение, что само открытие может состояться несколько раньше:
на уже действующем протонном коллайдере Тэватрон. Это -- именно
подозрение, так как статистическая значимость возможного хиггсовского
сигнала (то есть, на сколько сигм сигнал будет превышать фон) сильно
зависит от величины сечения рождения Хиггса. (Напомним, что в физике
высоких энергий за открытие считается 5-сигмовый эффект).
Простые оценки сечения рождения Хиггса в столкновении двух протонов,
выполненные в древесном приближении, говорят о том, что Хиггс вряд
ли будет обнаружен на Тэватроне. Однако с появлением первых петлевых
поправок надежда возродилась -- оказалось, что NLO (next-to-leading
order) сечения в полтора-два раза превышают LO значения (и соответственно,
во столько же раз возрастает статистическая значимость эффекта),
или на языке общепринятой терминологии, К-фактор равен 1.5 - 2.
Возник естественный вопрос -- а как скажутся на сечении поправки
следующего порядка? В работе [1] эти поправки были сосчитаны. Выяснилось,
что в зависимости от массы хиггсовского бозона, К-фактор достигает
значений 3 (при малых массах Хиггса) и даже 4 (при массе в 300 ГэВ).
Интересно, что для LHC поправки не столь сильны: там К-фактор в
NNLO приближении равняется 2 - 2.5 (но надо помнить, что сама величина
сечения на LHC существенно выше). Кроме того, авторы отметили медленную,
но видимую сходимость ряда теории возмущений, что позволяет относиться
к полученным числам достаточно серьезно.
Надо заметить, что теперь, в свете этих результатов, главную неопределенность
в предсказаниях относительно судьбы Хиггса на Тэватроне вносят не
сами сечения рождения, а то, насколько хорошо можно будет распутать
процесс рождения Хиггса от всяческих фоновых реакций. Кроме того,
не последнюю роль сыграет и чисто инженерная сторона вопроса: сможет
ли Тэватрон достичь обещанных 30 fb-1 до
того, как в строй вступит LHC?
Ссылки:
[1] Robert V. Harlander and William B. Kilgore, Phys.Rev.Lett.
88, 201801 (2002).
|