Dalam usaha untuk memahami lebih lanjut tentang sifat Higgs boson, ATLAS collaboration telah merilis hasil yang komprehensif dan terinci. Dalam penelitian ini, mereka menggunakan decay Higgs boson menjadi dua foton dengan colisi proton-proton yang direkam di energi tengah-massa 13 TeV.
Penelitian tentang decay ini memainkan peran kritis dalam penemuan Higgs boson pada tahun 2012 karena resolusi massa yang excellent dan latar belakang yang sangat baik. Kini, dengan analisis lebih dari 36.000 triliun colisi yang direkam pada tahun 2015 dan 2016, sifat Higgs boson telah dipertanyakan lebih tepat.
Satu hasil besar dari penelitian baru ini adalah pengukuran signal strength (μ), yang didefinisikan sebagai rasio antara jumlah kejadian Higgs boson yang diamati dan diharapkan. Semakin dekat nilai μ terhadap satu, semakin konsisten pengamatan dengan ekspektasi Model Standar. Signal strength dalam channel two-photon diukur sebesar 0,99 ± 0,15 – sesuai dengan ekspektasi Model Standar.
Presisi telah ditingkatkan dua kali lipat, dibandingkan dengan ukuran sebelumnya pada energi 7 dan 8 TeV. Presisi pengukuran signal-strength dari mode produksi individu Higgs boson juga telah ditingkatkan signifikan, thanks to a better understanding of the ATLAS detector, increased rate of Higgs production at 13 TeV, and extended use of machine-learning techniques to identify specific production processes.
Dengan analisis lebih dari 36.000 triliun colisi yang direkam pada tahun 2015 dan 2016, sifat Higgs boson telah dipertanyakan lebih tepat.
Mengukur Sifat-Sifat Produksi
Pada LHC, Higgs boson diproduksi melalui channel-channel yang sangat berbeda dengan laju produksi yang berbeda-beda, termasuk gluon fusion, vector-boson fusion, dan asosiasi dengan W boson, Z boson, top-quark pair, atau bottom-quark pair. Hasil baru ATLAS meneliti mode produksi ini dengan mengukur nine simplified template cross sections (STXS), yang merujuk pada cross sections of specific Higgs production channels measured in different kinematic regions.
Pengukuran STXS dikoreksi untuk dampak decay Higgs boson dan memasukkan akseptasi eksperimen, sehingga mereka dapat digabungkan secara bersama-sama di antara channel-channel Higgs boson dan eksperimen (lihat Gambar 1).
Mengukur Differential Cross Sections
Channel two-photon decay juga digunakan untuk mengukur beberapa cross sections differential untuk observables yang sensitif terhadap produksi dan decay Higgs boson, di mana ditemukan kesepakatan yang baik antara data dan prediksi Model Standar (lihat Gambar 2).
Secara kolektif, set hasil baru ini pada energi tertinggi LHC menyebar cahaya tentang sifat fundamental Higgs boson dan mengembangkan pengetahuan yang diperoleh dari periode pertama operasi LHC.
Baca versi asli artikel ini dalam edisi April 2018 CERN Courier.