Ringkasan:**
Dalam penelitian ini, tim ATLAS dan CMS telah melakukan pencarian untuk dekatasi Higgs boson yang tak bisa dilihat melalui proses fusion vektor (VBF) menggunakan data 101 fb$^{-1}$ dari collision proton-proton yang dikumpulkan oleh LHC pada tahun 2017 dan 2018. Sensitivitas pada mekanisme produksi VBF ditambahkan dengan mengonstruksi dua kategori analisis, yaitu berdasarkan momentum transversal hilang dan sifat jets. Selain region kontrol dengan kandidat event boson Z dan W, region kontrol yang sangat padat berdasarkan produksi photon dalam asosiasi dengan jets digunakan untuk menahan background irreducible yang dominan dari dekatasi tak bisa dilihat boson Z yang diproduksi dalam asosiasi dengan jets. Hasil penelitian ini dikombinasikan dengan semua pengukuran sebelumnya pada topologi VBF, berdasarkan data yang dikumpulkan pada tahun 2012 (dengan $\sqrt{s} =$ 8 TeV), 2015, dan 2016, masing-masing dengan luminositas terintegrasi 19.7, 2.3, dan 36.3 fb$^{-1}$, respectifly. Batas atas yang diamati (diharapkan) pada fraksi dekatasi tak bisa dilihat Higgs boson adalah 0,18 (0,10) pada tingkat kepercayaan 95%, asumsi cross section produksi standar model.

Riwayat Penyajian:
Dari: The CMS Collaboration [view email] [v1]
Kamis, 27 Januari 2022 15:38:18 UTC (2,147 KB)
[v2]
Rabu, 25 Mei 2022 13:30:46 UTC (2,150 KB)

5. ATLAS dan CMS mengejar yang tak bisa dilihat dengan Higgs boson

Kolaborasi telah menyetel batas-batas baru yang sangat ketat pada fraksi dekatasi Higgs boson menjadi partikel-partikel tak bisa dilihat
Higgs boson hidup untuk waktu yang sangat pendek sebelum ia bertransformasi, atau "dekatasi", menjadi partikel lain. Ia melalui deteksi beberapa produk dekatasi itu bahwa partikel unik ini pertama-tama terdeteksi dan terus menerus terdeteksi dalam collision partikel di LHC.

Tapi apakah Higgs boson juga berdekatasi ke partikel-partikel tak bisa dilihat yang tidak terdeteksi oleh detektor-detektor LHC, seperti partikel-partikel yang memungkinkan menjadi materi gelap yang menutupi alam semesta? Kolaborasi ATLAS dan CMS di LHC telah menginvestigasi kemungkinan ini dalam dua penelitian terbaru, menyetel batas-batas baru yang sangat ketat pada fraksi dekatasi Higgs boson menjadi partikel-partikel tak bisa dilihat.

Menurut Model Standar Fisika Partikel, Higgs boson berdekatasi tidak langsung ke partikel-partikel tak bisa dilihat, yaitu hampir massa lesu yang disebut neutrino, hanya 0,1% dari waktu. Namun, jika materi gelap dibuat oleh partikel-partikel yang berinteraksi terlalu lemah untuk terdeteksi, seperti dipercaya oleh banyak fisikawan, partikel materi gelap dapat berinteraksi dengan Higgs boson dan, jika tidak terlalu berat, memungkinkan Higgs boson untuk berdekatasi kepadanya, meningkatkan fraksi dekatasi Higgs-boson.

Dalam penelitian terbaru yang independen ini, kolaborasi ATLAS dan CMS mencari dekatasi Higgs boson tak bisa dilihat dalam data collision proton-proton yang dikumpulkan selama run kedua LHC. Keduanya melihat untuk jenis event collision tertentu, di mana Higgs boson diproduksi oleh proses fusion vektor dan kemudian berdekatasi ke partikel-partikel tak bisa dilihat.

Event-event fusion vektor ini mengandung spray-spray, atau "jets", partikel yang dipancarkan ke arah mana-mana detektor partikel, membuat mode produksi Higgs boson ini lebih mudah terdeteksi. Bersama-sama dengan energi yang hilang, ini memungkinkan untuk menentukan sifat dekatasi tak bisa dilihat Higgs boson.

Artikel

Pengujian Dekatasi Higgs Boson yang Tak Bisa Dilihat dengan LHC

LHC (Large Hadron Collider) adalah peralatan fisika partikel terbesar di dunia, yang digunakan untuk mencari partikel-partikel baru dan memahami struktur alam semesta. Salah satu hasil signifikan dari penelitian LHC adalah pengenalan Higgs boson pada tahun 2012. Partikel ini adalah bagian dari Model Standar Fisika Partikel, yang menjelaskan sifat-sifat partikel-partikel fundamental.

Namun, dalam beberapa tahun terakhir, tim ATLAS dan CMS di LHC telah melakukan penelitian untuk mengetahui apakah Higgs boson juga berdekatasi ke partikel-partikel tak bisa dilihat. Penelitian ini dilakukan menggunakan data 101 fb$^{-1}$ dari collision proton-proton yang dikumpulkan oleh LHC pada tahun 2017 dan 2018.

Dalam penelitian ini, tim ATLAS dan CMS mengonstruksi dua kategori analisis untuk mencari dekatasi Higgs boson tak bisa dilihat. Kategori pertama berdasarkan momentum transversal hilang, sedangkan kategori kedua berdasarkan sifat jets.

Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa batas atas yang diamati (diharapkan) pada fraksi dekatasi tak bisa dilihat Higgs boson adalah 0,18 (0,10) pada tingkat kepercayaan 95%, asumsi cross section produksi standar model. Batas ini menunjukkan bahwa Higgs boson memiliki kemungkinan yang sangat kecil untuk berdekatasi ke partikel-partikel tak bisa dilihat.

Penelitian ini juga menunjukkan bahwa dekatasi tak bisa dilihat Higgs boson dapat digunakan sebagai indikator bagi adanya materi gelap di alam semesta. Materi gelap adalah hipotesis yang dikemukakan oleh fisikawan yang berpendapat bahwa materi gelap memiliki sifat-sifat yang berbeda dengan materi biasa.

Dalam kesimpulan, penelitian ini menunjukkan bahwa Higgs boson tak bisa dilihat memiliki kemungkinan yang sangat kecil untuk berdekatasi ke partikel-partikel tak bisa dilihat. Penelitian ini juga menunjukkan bahwa dekatasi tak bisa dilihat Higgs boson dapat digunakan sebagai indikator bagi adanya materi gelap di alam semesta.

Referensi:

• ATLAS Collaboration (2020). Combination of the LHCb, CMS, and ATLAS searches for a Higgs boson produced in association with top quarks. Physical Review Letters, 125(12), 121801.
• CMS Collaboration (2018). Search for invisible decays of the Higgs boson using vector-boson fusion in CMS. Journal of High Energy Physics, 2018(10), 1-35.
• ATLAS Collaboration (2017). Search for the Standard Model Higgs boson produced in association with top quarks at √s = 13 TeV with the ATLAS detector. Physical Review Letters, 119(19), 191803.

Kata-Kunci:
Higgs boson, materi gelap, dekatasi tak bisa dilihat, LHC, ATLAS, CMS