Un equipo del IFIC contribuye a la búsqueda de pares de bosones de Higgs producidos en ATLAS
Una de las propiedades más importantes del bosón de Higgs según el Modelo Estándar de Física de Partículas es la capacidad de interaccionar consigo mismo. Aún no se ha podido demostrar experimentalmente esta “auto-interacción” o “auto-acoplamiento”, pero resultados recientes del experimento ATLAS han obtenido la mejor sensibilidad hasta la fecha en la búsqueda del auto-acoplamiento del bosón de Higgs. Un equipo del IFIC, formado por Iván Sayago, Arantxa Ruiz y Luca Fiorini, ha tenido una participación muy destacada en este análisis.
Gracias a este auto-acoplamiento, las colisiones del LHC producirían pares de bosones de Higgs (HH), que este análisis busca usando las desintegraciones a pares de fotones y quarks bottom (HH → bbɣɣ). Aunque este es un proceso extremadamente raro en el Modelo Estándar, más de mil veces menos probable que la producción de un solo bosón de Higgs, si existiera Nueva Física se podrían producir muchos más pares HH que los predichos por la teoría.
El grupo del IFIC ha desarrollado nuevos algoritmos de análisis multivariante para separar esta diminuta señal de los fondos producidos por otros procesos, que han ayudado a mejorar la sensibilidad del análisis en más del doble comparado con resultados anteriores. Estos resultados han podido establecer que la producción de pares de bosones de Higgs es, a lo sumo, 4.1 veces lo predicho por el Modelo Estándar. Esto ha permitido mejorar los límites sobre la producción de posibles nuevas partículas que se desintegren a pares de bosones de Higgs. Este análisis ha sido ampliamente destacado en multitud de conferencias durante el año, tales como Moriond o LHCP.
Estos son los mejores resultados hasta la fecha en el estudio del auto-acoplamiento del bosón de Higgs, pero todavía no se ha encontrado evidencia de colisiones donde se produzcan pares HH. En los próximos años se espera poder llegar a observarlo directamente, particularmente tras las mejoras para el LHC de Alta Luminosidad (HL-LHC, por sus siglas en inglés), que empezará a tomar datos a finales de esta década. De este modo, podremos determinar si esta propiedad del bosón de Higgs se ajusta a las predicciones teóricas o si por el contrario encontramos evidencia de Nueva Física más allá del Modelo Estándar.
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Evento candidato a pareja de bosones de Higgs, en el que éstos se desintegrarían a una pareja bottom-antibottom (conos rojos) y dos fotones (prismas cian)
