Fracción de ramificación de tiempo de secciones transversales para los principales modos de producción de Higgs en el LHC (ggF, VBF, VH y ttH + tH) en cada modo de desintegración relevante (γγ, WW, ZZ, ττ, cama y desayuno). Todos los valores están normalizados a las predicciones del modelo estándar. Además, También se muestran los resultados combinados para cada sección transversal de producción, asumiendo los valores del Modelo Estándar para las relaciones de ramificación en cada modo de desintegración. Crédito:Colaboración ATLAS / CERN
El bosón de Higgs fue descubierto en 2012 por los experimentos ATLAS y CMS en el CERN, pero su acoplamiento con otras partículas sigue siendo un enigma.
Afortunadamente, el LHC proporciona muchas ventanas para medir los acoplamientos del bosón de Higgs. Hay cuatro formas principales de producir el bosón de Higgs:mediante la fusión de dos partículas de gluones (fusión de gluones, o ggF), a través de la fusión de bosones vectoriales débiles (VBF), o en asociación con un bosón W o Z (VH), o uno o más quarks top (ttH + tH). También hay cinco canales principales en los que los bosones de Higgs pueden decaer:en pares de fotones, Bosones W o Z, leptones tau o quarks b. Cada uno de estos procesos aporta conocimientos únicos sobre las propiedades del bosón de Higgs.
Gracias a las cantidades sin precedentes de bosones de Higgs producidas en el LHC, Ahora se han observado todos los modos de producción y desintegración anteriores. En un nuevo resultado presentado por la Colaboración ATLAS, utilizando datos recopilados hasta 2017, las mediciones para cada uno de estos procesos han alcanzado el umbral de significación de cinco desviaciones estándar, más allá del cual su existencia se considera establecida.
Se han medido los rendimientos del bosón de Higgs para la mayoría de las combinaciones de producción y desintegración (ver figura) y se ha encontrado que concuerdan con las predicciones del Modelo Estándar. La medición de las secciones transversales para cada modo de producción en colisiones protón-protón a 13 TeV, asumiendo que las desintegraciones ocurren según lo predicho por el modelo estándar, son los más precisos obtenidos hasta la fecha.
Los físicos también han comenzado a explorar el rompecabezas del bosón de Higgs de una manera nueva. En los últimos análisis, en lugar de contar los bosones de Higgs inclusive en los principales modos de producción y desintegración, Los físicos de ATLAS han medido las topologías del bosón de Higgs por separado para regiones más pequeñas del espacio de fase:diferentes rangos de momento transversal del bosón de Higgs, número de chorros asociados, y números y propiedades cinemáticas de los bosones débiles asociados y los quarks superiores. Usando estas piezas de rompecabezas más pequeñas, llamadas "secciones transversales de plantilla simplificadas" (STXS), permite a los físicos separar mejor el proceso de medición de la interpretación en términos de propiedades teóricas. Por último, proporciona una imagen más detallada de los acoplamientos del bosón de Higgs en el LHC y pruebas más estrictas del Modelo Estándar.
Entre las regiones STXS consideradas en el análisis, algunos ya se han medido con buena precisión en el LHC, pero hasta ahora no se ha observado ninguna desviación del modelo estándar. Estas medidas permiten a los físicos mejorar aún más la sensibilidad de las propiedades de acoplamiento del bosón de Higgs a las otras partículas elementales. Más lejos, han establecido restricciones a las nuevas teorías de la física, como el "modelo de doblete de dos Higgs", que introduce bosones de Higgs adicionales, y el modelo supersimétrico hMSSM, que son más estrictos que los informados anteriormente por ATLAS.
Estas mediciones continuarán mejorando a medida que se incluyan más datos de la Ejecución 2 y posteriores, proporcionando una imagen aún más fina de las propiedades del bosón de Higgs.
