Higgs araştırmalarında yeni bir çağın başlangıcı
Parçacık fiziğinin Standart Modelinde merkezi bir figür olan Higgs bozonu, temel parçacıkların kütlesinin kökenini açıklamada çok önemli bir rol oynar. Özelliklerini ve bozunum modellerini anlamak, Standart Model tahminlerini doğrulamak ve potansiyel yeni fiziksel katkıları araştırmak için çok önemlidir.
ATLAS işbirliği, Higgs bozonunun alt kuarklara bozunması sırasında W veya Z bozonlarıyla (“VH üretimi” olarak bilinir) ortak üretimini araştırarak Higgs bozonunun anlaşılmasında önemli ilerleme kaydetti. Yeni analizleri, 2015 ve 2018 yılları arasında toplanan LHC Run 2 veri setinin tamamını, 13 TeV’de 137 fb-1 toplam entegre parlaklıkla inceliyor.
ATLAS araştırmacıları daha önce bu bozunma kanalındaki VH üretimini incelemişti, ancak bu yalnızca ilişkili W ve Z bozonlarının leptonlara bozunduğu olaylarda gerçekleşmişti. Çok daha fazla W ve Z bozonu hadronik olarak bozunarak ATLAS detektöründe leptonik bozunmaya göre parçacık “jetleri” oluşturur. Higgs bozonu iki b kuarka bozunduğunda aynı zamanda jetler de üretir. Düşük enine momentumda bu, b kuarklarının neredeyse arka arkaya bozunduğu çoklu jet son durumuna yol açar. Ne yazık ki araştırmacılar için diğer birçok Standart Model süreci benzer parmak izleri bırakıyor!
içinde Yeni analizBunun yerine ATLAS araştırmacıları, Higgs bozonunun büyük bir enine (veya “artırılmış”) momentuma sahip olduğu olaylara odaklandı; bu, Higgs bozonunun bir W veya Z bozonuna karşı sıçraması durumunda mümkündür. Bu hızlandırılmış olaylarda ardışık olmak yerine, Higgs bozonunun iki b kuarkı birbirine daha yakındır ve büyük bir jet yapısı oluşturur. Aynı şekilde W ve Z bozonlarından kaynaklanan hadronlar da birbirine yakınlaşarak başka bir büyük jet yapısı oluşturur. Bu jetler zıt yönlerde görünür ve altyapı içerir (bkz. Şekil 1).
Bu, LHC araştırmacılarının VH üretimini tamamen hadronik son durumda ilk kez incelemesidir.
Bu, LHC araştırmacılarının VH üretimini tamamen hadronik son durumda ilk kez incelemesidir. Bu başarı, birden fazla yenilikçi teknolojinin benimsenmesine bağlanabilir. Fizikçiler, jetin altyapısını inceleyerek W, Z veya Higgs bozonunun hadronlara bozunmasından kaynaklanan geniş yarıçaplı jetleri tanımlamanın yeni yollarını geliştirdiler. Bu yeni metodoloji, araştırmacıların önceki çalışmalara göre çok daha büyük VH olaylarını incelemesine ve Higgs bozonunun daha önce erişilemeyen kinetik bölgelerini keşfetmesine olanak tanıdı.
ATLAS ekibi, Higgs bozonu teğetsel momentumunun çeşitli aralıklarında VH üretim kesitini kapsamlı ve farklı şekilde ölçtü: 250-450, 450-650 ve >650 GeV. Bulunan VH olaylarının sayısı, beklenen Standart Model değerinden 1,4±1 kat daha yüksektir ve Standart Model ile tam uyum içindedir.
Ayrıca, bu metodoloji daha büyük veri örnekleri içeren çalışmalar için büyük bir potansiyel göstermektedir (LHC Çalıştırması 3’ten itibaren beklenmektedir). Higgs bozonunun kinetik bölgesinin tespiti, yeni fiziksel olayların etkilerine karşı çok hassastır.
Daha fazlasını öğrenir
ATLAS dedektörü kullanılarak qqbb’nin son durumundaki bir vektör bozonu ile kombinasyon halinde enine yüksek momentumlu Higgs bozonunun üretiminin incelenmesi. (Fiz. Rev. 132 (2024) 131802, arXiv:2312.07605, Sayıları görün)
