8 de julio 2020
En 2012, las colaboraciones CMS y ATLAS anunciaron el descubrimiento de una partícula nueva que parece consistente con el bosón de Higgs, tal y como predice el Modelo Estándar. Para comprobar si es así, l@s físic@s de la colaboración CMS han cavado más hondo y medido las propiedades del bosón de Higgs.
Para entender el bosón de Higgs y su papel en el Modelo Estándar necesitamos observar cómo se comporta. ¿Prefiere ser producido con una energía cinética pequeña o grande? ¿Aparece el bosón de Higgs con la actividad adicional de los chorros hadrónicos? Este comportamiento está intrínsecamente conectado a la medida en que el bosón de Higgs interactúa con otras partículas del Modelo Estándar o, en términos más científicos, el tamaño de la fuerza de acoplamiento del bosón de Higgs con otras partículas. Cualquier cambio significativo en el comportamiento en comparación con lo que sabemos del Modelo Estándar podría implicar que algo más allá del este modelo está jugando un papel importante. Una medición precisa de las propiedades de producción del bosón de Higgs es, por lo tanto, crucial para tener una comprensión más profunda de la teoría del Modelo Estándar, pero también representa un puente hacia el mundo de una nueva física y nuevas partículas.
La colaboración CMS ha explotado recientemente la cantidad de datos recopilados durante el segundo run del LHC del CERN, para sondear los secretos más profundos del bosón de Higgs, midiendo la energía adicional y el número de partículas extra producidas con los bosones de Higgs. L@s físic@s lo hacen midiendo la llamada sección transversal de producción diferencial como función del momento transversal del bosón de Higgs y la actividad hadrónica asociada.
El grupo de física de partículas del IFCA participa activamente tanto en el el proyecto HL-LHC como en la mejora de los detectores del experimento CMS, haciendo un estudio más preciso de las propiedades del bosón del Higgs. Varios miembros del IFCA lideran algunas de estas iniciativas dentro del experimento CMS.
Para entender cómo se comporta la partícula de Higgs en esas condiciones, l@s físic@s de CMS examinaron el caso concreto en que el bosón de Higgs decae a un par de bosones W. Con una masa de alrededor 80 GeV, el bosón W es una de las partículas con las que el bosón de Higgs prefiere interactuar y decaer. En definitiva, al bosón de Higgs "le gustan" las partículas pesadas y la masa del bosón W es suficiente para hacer que uno de cada cinco bosones de Higgs decaiga en un par de bosones W. Los bosones W pueden, a su vez, decaer en hadrones o en un leptón cargado más un neutrino.
En la tercera serie del LHC y, después de eso, tras el LHC de Alta Luminosidad (HL-LHC), el experimento CMS recogerá aún más datos que ayudarán a mejorar la precisión de esta medición, especialmente en las colas de las distribuciones de pTH y Njet, que es la región en la que los efectos más allá del Modelo Estándar podrían llegar a ser considerables. Pero incluso ahora, gracias a este análisis, el conocimiento del bosón de Higgs va cogiendo cada vez más forma.
Más información en: http://cms.cern/news/examining-how-higgs-boson-shapes
