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); hep-ph/0201206.

перейти к началу страницы