Najnowsze wyniki eksperymentów ATLAS i CMS na Wielkim Zderzaczu Hadronów (LHC) pokazują jak silnie bozon Higgsa oddziałuje z najcięższą znaną cząstką elementarną, kwarkiem top, tym samym potwierdzając nasze zrozumienie cząstki Higgsa i kładąc ograniczenia na tzw. “nową fizykę”.
Bozon Higgsa oddziałuje jedynie z cząstkami posiadającymi masę. Pomimo to, został odkryty w rozpadach na dwie bezmasowe cząstki, fotony. Jest to możliwe dzięki mechanice kwantowej, która pozwala na bardzo krótkotrwałą fluktuację Higgsa na parę kwarków top, które następnie anihilują na parę fotonów. Prawdopodobieństwo takiego zdarzenia zależy od tego jak silnie Higgs oddziałuje z kwarkiem top, co nazywamy sprzężeniem cząstki Higgsa do kwarku top. Pomiar częstości występowania powyższego procesu pozwala na pośrednie oszacowanie sprzężenia Higgs-top. Jednakże, pomiar ten może być zafałszowany, jeżeli poza kwarkiem top I innymi znanymi nam cząstkami Modelu Standardowego uczestniczą inne nieodkryte jeszcze ciężkie cząstki. Dlatego bozon Higgsa jest postrzegany jako okno na nową fizykę.
Emisja bozonu Higgsa przez parę karków top anty-top (tzw. produkcja ttH) stanowi bezpośrednią manifestację sprzężenia Higgs-top. Obserwację tego procesu ogłosiły dzisiaj wspólnie na konferencji LHCP w Bolonii eksperymenty ATLAS I CMS. Współpraca CMS właśnie opublikowała swój rezultat w czasopiśmie Physical Review Letters, po raz pierwszy przekraczając próg znaczącości statystycznej pięciu odchyleń standardowych (uznany jako próg potwierdzonego odkrycia). Współpraca ATLAS uzyskała jeszcze wyższą znaczącość statystyczną, a rezultat został właśnie wysłany do publikacji. Oba wyniki stanowią wielki krok naprzód w zrozumieniu własności bozonu Higgsa. Obserwacje obu eksperymentów są zgodne ze sobą i zgodne z przewidywaniem Modelu Standardowego, dając tym samym kolejne wskazówki jak poszukiwać nowej fizyki.
Link do komunikatu eksperymentu ATLAS:
http://atlas.cern/updates/physics-briefing/observation-tth-production
Link do komunikatu eksperymentu CMS:
http://cms.cern/news/tth-announcement
Link do oryginalnego komunikatu CERN:
http://press.cern/press-releases/2018/06/higgs-boson-reveals-its-affinity-top-quark