ATLAS sieht eine Abweichung, die dem geladenen Higgs-Boson ähnelt • Igor Ivanov • Wissenschaftsnachrichten zu "Elementen" • Suche nach neuer Physik, Higgs-Boson, ATLAS-Detektor

ATLAS sieht eine Abweichung, die dem geladenen Higgs-Boson ähnelt

Abb. 1. Die obere Schranke auf dem Querschnitt des Prozesses \ (g \ bar % \ zu \ bar % H ^ + \ zu \ bar % + t \ bar % \), erhalten im ATLAS-Experiment (schwarze gestrichelte Linie), verglichen mit der im Rahmen des Standardmodells erwartetengepunktete Linie und Farbbalken) und im Modell mit einem geladenen Higgs-Boson mit einer Masse von 300 GeV (rote Linie). Graph von ATLAS Collaboration Artikel, 2015. Suche nach geladenen Higgs-Bosonen in der H±tb Zerfallskanal in pp Kollisionen bei √s = 8 TeV unter Verwendung des ATLAS-Detektors

Trotz der Tatsache, dass das "Haupt" -Higgs-Boson vor drei Jahren entdeckt wurde, suchen die Physiker weiterhin nach zusätzlichen Higgs-Bosonen, einschließlich exotischer. Insbesondere viele Theorien sagen die Existenz von geladenen Higgs – Bosonen (H±), die in Quarks unterschiedlicher Ladung zerfallen könnten.

Experimentelle Daten erlegen solchen geladenen Bosonen bereits einige Beschränkungen auf. Zum Beispiel würden sehr leicht geladene Higgs-Bosonen leicht in Paaren geboren werden, einfach durch Wechselwirkung mit Photonen. Und da dieser Prozess nicht sichtbar ist, bedeutet dies, dass solche Bosonen, wenn sie existieren, nicht so einfach sind. Eine andere Option: Mit einer Masse von weniger als 170 GeV könnte das geladene Higgs-Boson im Zerfall des Top-Quarks auftreten, aber solche Ereignisse werden ebenfalls nicht beobachtet.

Wenn Masse H ist± übersteigt die Masse des Top-Quarks, dann ist es schon schwieriger, sie zu finden.In diesem Fall sollte die gemeinsame Produktion eines geladenen Bosons mit seinem weiteren Zerfall in Quarks am wahrscheinlichsten sein: \ (g \ bar % \ zu \ bar % H ^ + \ zu \ bar % + t \ Balken % \). Die Analyse eines solchen Prozesses ist mühsam, aber möglich. Insbesondere hat die CMS-Kollaboration auch in diesem Sommer einen detaillierten Bericht über solche Suchanfragen veröffentlicht; dann wurde keine Abweichung gefunden.

Neulich berichtete die ATLAS-Kollaboration über eine neue Suche nach geladenen Higgs-Bosonen (Suche nach geladenen Higgs-Bosonen in der H±tb Zerfallskanal in pp Kollisionen bei √s = 8 TeV unter Verwendung des ATLAS-Detektors). Für die Studie wurden alle Statistiken der ersten Sitzung des Colliders genommen. Daraus wurden Ereignisse mit einem Lepton und mehreren Hadron-Jets, einschließlich B-Jets, ausgewählt. Zur optimalen Trennung von Signal und Hintergrund wurden komplexe Algorithmen verwendet, die mehrere kinematische Variablen kombinierten.

Das Gesamtergebnis der Studie ist in der Abbildung dargestellt. Im Rahmen des Standardmodells wurde erwartet, dass nur Hintergrundereignisse registriert werden, die – in Ermangelung eines geladenen Higgs-Bosons – eine Beschränkung von oben auf den Geburtsabschnitt zulassen würden. Diese erwarteten Grenzen sind in der blauen gestrichelten Linie gezeigt, und die Intervalle von einer und zwei Standardabweichungen sind mit farbigen Balken markiert (für detaillierte Erklärungen solcher Graphen, sieheIn unseren alten Nachrichten wird das Tevatron bald beginnen, das Higgs-Boson "Elemente", 19.05.2008, zu "fühlen".

Die experimentell erhaltenen Grenzen gehen jedoch deutlich über diese Erwartungen und in der gesamten Feldforschung hinaus. Dies bedeutet, dass Ereignisse in den Daten vorkommen, die schwer als Hintergrund zu überschreiben sind. Die statistische Signifikanz dieses Überschusses ist 2,4σ. Wenn es als eine Manifestation des geladenen Higgs-Bosons interpretiert wird, wird seine Masse im Bereich von 250-450 GeV liegen. Es ist schwierig, eine genauere Schätzung zu geben, da der Überschuss in einem sehr breiten Bereich von invarianten Massen beobachtet wird.

Die Tatsache, dass das CMS bei einer ähnlichen Suche das Signal nicht sieht und von oben stärkere Grenzen setzt, macht ATLAS dieses Ergebnis sehr vorsichtig. Zusätzlich sollten Theoretiker prüfen, ob die Annahme über die Realität dieses Teilchens in einem bestimmten Modell mit anderen experimentellen Daten übereinstimmt. Während des Wartens auf das Update kann dieses Ergebnis noch in eine weitere Position in der langen Liste mehr als zweisprachiger Abweichungen vom Standardmodell am LHC eingegeben werden.


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