Visualización de un evento del análisis tt̄H (γγ). El evento contiene dos fotones candidatos (torres verdes), mientras que los b-jets se muestran como conos amarillos (azules). Crédito:Colaboración ATLAS / CERN
En 2018, las colaboraciones ATLAS y CMS en el CERN anunciaron la observación de la producción del bosón de Higgs en asociación con un par top-quark, conocida como producción "ttH". Este resultado fue la primera observación del acoplamiento del bosón de Higgs a los quarks. Fue seguido en breve por la observación de las desintegraciones del bosón de Higgs en quarks inferiores.
Como solo alrededor del 1 por ciento de los bosones de Higgs se producen en asociación con un par de quarks superiores en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), lograr esta observación fue especialmente desafiante. Se logró mediante la búsqueda a través de muchos canales de desintegración del bosón de Higgs diferentes, incluyendo desintegraciones a dos bosones W o Z (WW * o ZZ *), un par de leptones tau, un par de b-quarks, y un par de fotones ("difotón"). Su combinación estableció una producción de ttH con una significación de 6,3 desviaciones estándar. El canal de difotones solo, usando 80 fb -1 de datos registrados por ATLAS entre 2015 y 2017, proporcionó una significancia observada de 4.1 desviaciones estándar (para 3.7 desviaciones estándar esperadas cuando se supone que la producción de ttH ocurre según lo predicho por el Modelo Estándar).
La Colaboración ATLAS presentó una medición actualizada de la producción de ttH en el canal de difotones. El resultado examina el conjunto de datos completo de Run 2 - 139 fb -1 recolectados entre 2015 y 2018 - para observar la producción de ttH en un solo canal con una significancia de 4.9 desviaciones estándar (para 4.2 esperado).
La señal ttH en el espectro de masas invariante de difotón. Los eventos de las diferentes categorías de análisis se ponderan de acuerdo con la sensibilidad de la categoría a la señal ttH. La señal ttH se manifiesta como una protuberancia resonante localizada en la curva roja, que representa el ajuste a los datos de la señal y las formas de fondo. Los otros modos de producción de Higgs proporcionan una pequeña contribución al pico resonante, como se muestra con la línea punteada verde. Crédito:Colaboración ATLAS / CERN
Las técnicas de análisis utilizadas en el nuevo resultado siguieron de cerca a las empleadas en el análisis publicado anteriormente, con algunas excepciones. Para hacer frente a las intensas condiciones de toma de datos de 2018, Los físicos de ATLAS revisaron sus mecanismos de selección y calibración de datos. En particular, el resultado utiliza un procedimiento revisado para diferenciar los fotones que surgen, por ejemplo, de una desintegración del bosón de Higgs de los inducidos por chorros de hadrones, así como una calibración de energía de fotones adaptada. Adicionalmente, ATLAS implementó una nueva calibración para chorros de hadrones, especialmente para los emitidos por los quarks inferiores, cuya presencia en el evento se utiliza para identificar la desintegración de los quarks superiores.
Se midió que la sección transversal ttH multiplicada por la fracción de ramificación de Higgs a difotón (la probabilidad de que un bosón de Higgs se descomponga en un par de fotones) sea de 1,58 ± 0,39 fb. Su relación con la predicción del modelo estándar es 1,38 ± 0,41, de acuerdo con la unidad.
ATLAS ahora está trabajando para extender el análisis del canal de difotones, que es sensible tanto a ttH como a los otros modos de producción de Higgs, al conjunto de datos completo de Run 2. Esta medición completa de difotones permitirá una prueba aún más sensible del mecanismo de Higgs, y refinará aún más la medición ttH.
