Dalam penelitian fisika, partikel Higgs adalah salah satu partikel fundamental yang paling penting. Dalam beberapa tahun terakhir, para fisikawan telah melakukan berbagai eksperimen untuk mempelajari sifat-sifat partikel ini. Salah satu contoh adalah analisis massa partikel Higgs menggunakan channel H → ZZ → 4ℓ.
Channel ini menghasilkan empat lepton (e atau μ) yang berasal dari dekomposisi partikel Z boson. Untuk memantau massa partikel Higgs, para fisikawan harus dapat menghitung kembali momentum lepton dan memperkirakan masa partikel Higgs dengan akurat.
Analisis ini menggunakan data collision proton-proton yang dikumpulkan oleh eksperimen CMS di LHC pada tahun 2016. Data tersebut memiliki luas luminosity sebanyak 35,9 fb-1 dan energi hadron Sebanyak 13 TeV. Dalam analisis ini, para fisikawan menggunakan metode refit momentum lepton untuk memperkirakan masa partikel Higgs dengan lebih akurat.
Dalam proses analisis, para fisikawan juga menggunakan tiga observable per-event yaitu (1) massa invariant empat lepton yang direfit (m'4ℓ), (2) ketidakpastian massa empat lepton yang direfit (∆'mass), dan (3) diskriminan kinematika berbasis matrix element (Δkinbkg).
Hasil analisis menunjukkan bahwa masa partikel Higgs sebanyak 125,26 ± 0,21 GeV. Hasil ini sangat penting dalam memahami sifat-sifat partikel Higgs dan dapat membantu para fisikawan untuk mengembangkan teori-teori baru tentang partikel ini.
H → ZZ → 4ℓ: Sebuah Channel Dekomposisi Partikel Higgs
Channel H → ZZ → 4ℓ adalah salah satu channel dekomposisi partikel Higgs yang paling penting. Dalam channel ini, partikel Higgs mengurai menjadi dua partikel Z boson yang kemudian mengurai menjadi empat lepton (e atau μ).
Channel ini sangat penting dalam memahami sifat-sifat partikel Higgs karena dapat memberikan informasi tentang coupling partikel Higgs dengan partikel lainnya. Selain itu, channel ini juga dapat membantu para fisikawan untuk mencari proses-proses yang langka dan belum diketahui.
Kelompok Peneliti
Kelompok peneliti yang terlibat dalam analisis ini adalah ATLAS IJCLab. Kelompok ini terdiri atas beberapa anggota, termasuk Lydia Iconomidou-Fayard (staff), David Rousseau (staff), RD Schaffer (staff), Reisaburo Tanaka (staff), dan Arnaud Maury (student).
Kelompok ini telah melakukan berbagai aktivitas dalam analisis massa partikel Higgs menggunakan channel H → ZZ → 4ℓ. Beberapa contoh aktivitasnya adalah final analysis of Run 1 data, data driven techniques for background level studies, serta study of the separation of the Higgs production modes (VBF, VH) dan measurement of the couplings and possible deviations with effective field theory (EFT).
Referensi
- Rosenzweig, J. (2019). Higgs boson mass measurement using H → ZZ → 4ℓ. arXiv preprint arXiv:1910.10435.
- ATLAS IJCLab. (n.d.). Higgs to ZZ to four leptons. Retrieved from https://www.cern.ch/atlas/particles/higgs/decomposition/