¿Cómo puede descomponerse un Higgs en productos más pesados ​​que su masa?

Los canales de desintegración del bosón de Higgs en su gráfico también contienen desintegraciones a partículas virtuales. En particular, se habla de$ZZ^*$y$WW^*$también se descompone. El asterisco significa que la partícula particular que lleva el asterisco es virtual. Su ser virtual significa que su energía e impulso no tienen que obedecer

$$E^2-p^2c^2=m_0^2c^4$$ es decir, pueden estar "fuera de la cáscara", pero estar fuera de la cáscara requiere que la partícula deje de existir "permanentemente" o durante largos períodos de tiempo. Las partículas virtuales solo pueden existir durante un período de tiempo muy limitado, que es incluso más corto si las partículas están "muy fuera de la cáscara".

Debido a que una de las partículas está fuera de la capa, su energía puede ser muy pequeña, incluso tan pequeña como cero (o ligeramente negativa), por lo que la energía total del par con una partícula real y una partícula virtual puede estar "justo por encima" de la masa en reposo del bosón W o del bosón Z para que la descomposición sea suficientemente probable.

Sin embargo, los bosones W y los bosones Z virtuales se descomponen en productos similares a los bosones W y los bosones Z físicos (en el caparazón). En principio, la energía de una partícula virtual puede ser negativa (o puede haber desintegraciones en dos partículas virtuales), por lo que la tasa de desintegración no es estrictamente cero incluso para masas de Higgs por debajo de la masa del bosón W o Z, respectivamente. Sin embargo, el$WW^*$o$ZZ^*$la relación de ramificación aumenta rápidamente por encima de la masa del bosón W o del bosón Z.

Ese no es el caso de las desintegraciones a pares de quarks, que solo se vuelven significativas si ambos quarks están en el caparazón. por ejemplo, el$t\bar t$El canal de decaimiento solo se activaría para una masa de Higgs por encima de 350 GeV, el doble de la masa del quark top. Además, la descripción paramétrica de la forma de la relación de ramificación cerca del "umbral" (masa o energía de Higgs mínima permitida para la cual es posible la descomposición) diferiría entre bosones y fermiones.