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  • Exploration de la Manière dont le Boson de Higgs Interagit avec les Autres Bosons

    Posté le 1 août 2017

    Depuis son dernier redémarrage le LHC a produit environ 20000 Bosons de Higgs par jour lors des collisions Proton-Proton à 13 TeV. Fin 2015, les données collectées par les collaborations ATLAS et CMS étaient déjà suffisantes pour de nouvelles observations du Higgs Boson à de nouvelles énergies de collision. Maintenant, avec plus de 36000 trillions de collisions entre 2015 et 2016, l’expérience ATLAS peut effectuer des mesures toujours plus précises du Boson de Higgs.

    Mesurer la manière dont le Boson de Higgs est produit et comment il se désintègre est l’un des objectifs majeurs des expériences du LHC. Une plus grande précision de ces mesures permet aux chercheurs d’affiner la compréhension du secteur de Higgs du Modèle Standard, et également de contraindre les nouveaux phénomènes au-delà du Modèle Standard qui modifieraient le couplage du Higgs avec d’autres particules du Modèle Standard.

    En étudiant les désintégrations du boson de Higgs en paires de photons (H→γγ) et en 4 leptons via des bosons Z intermédiaires (H→ZZ*→4ℓ, où le “*” indique que l’un des bosons Z est produit en dehors de sa couche de masse [“produced off its mass shell” = produite hors couche de masse], c’est à dire qu’il s’agit d’une particule virtuelle), l’expérience ATLAS peut mesurer les propriétés de couplage du Boson de Higgs avec une précision sans précédent.

    Au LHC, le Boson de Higgs est produit via différents processus à des taux très différents : fusion de gluon, fusion de boson vecteur, WH, ZH, et ttH. Pour sonder ces modes de production, ATLAS a introduit un jeu de critères pour caractériser les évènements de Higgs avec états finaux H→γγ et H→ZZ*→4ℓ. Vous pouvez voir les résultats de cette étude sur les graphiques 1 et 2 où la section transversale, normalisée à la valeur prédite par le Modèle Standard, est montrée.

    Avec le LHC produisant un nombre toujours plus grand de Bosons de Higgs, ATLAS a pu commencer à mesurer la section transversale de chaque mode de production dans différents espaces de phases, établissant un test de contrainte supplémentaire pour le Modèle Standard. Ces résultats sont utilisés pour contraindre les modifications possibles des couplages du Boson de Higgs à partir de ceux prédits par le Modèle Standard. Aucune déviation significative par rapport aux prédictions n’a encore été observée.

    Le canal de désintégration H→γγ est également utilisé pour mesurer plusieurs sections transversales différentielles pour les observables sensibles à la production et à la désintégration du boson de Higgs, où un bon accord a été trouvé entre les données et les prédictions du Modèle Standard (Voir graphique n°4). Des mesures similaires ont déjà été réalisées avec les désintégrations H→ZZ∗→4ℓ.

    La combinaison de ces mesures séparées a permis à ATLAS d’amener la sensibilité expérimentale plus près de la précision des prédictions du Modèle Standard.
    La section transversale totale de production du Boson de Higgs a été mesurée comme étant 57.0 +6.0−5.9 +3.2−2.7 pb, où la première incertitude est statistique et la seconde d’origine systématique. Le résultat est conforme à la prédiction du Modèle Standard de 55.6 +2.4−3.4 pb (graphique n°3)

    ATLAS va continuer à étudier les propriétés du Boson de Higgs pendant le reste du Run 2, isolant ses modes de production rares et mesurer ses propriétés plus insaisissables. Dévoiler ces secrets permettra soit de renforcer le Modèle Standard soit de nous donner un aperçu de ce qui se cache au-delà.

    Via PhysOrg
    Source : CERN

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