På sporet af Higgs Boson

For fysikfællesskabet, opdagelsen af ​​nye partikler som Higgs Boson har banet vejen for et væld af spændende potentielle eksperimenter. Endnu, når det kommer til en så undvigende partikel som Higgs Boson, det er ikke let at låse op for hemmelighederne ved den mekanisme, der førte til dens oprettelse. Eksperimenterne designet til at opdage Higgs Boson involverer kolliderende partikler med tilstrækkelig høj energi frontalt efter at have accelereret dem i Large Hadron Collider (LHC) ved CERN i Genève, Schweiz.

I en søgen efter at forstå produktionsmekanismerne for Higgs Boson, Silvia Biondi fra National Institute of Nuclear Physics, Bologna, Italien undersøgte sporene efter en sjælden proces, kaldet ttH, hvor Higgs Boson fremstilles i forbindelse med et par elementarpartikler kaldet topkvarker. Hendes fund kan findes i en nylig undersøgelse offentliggjort i EPJ Plus . Fremtidige LHC -eksperimenter forventes at give endnu mere præcise målinger af Higgs Bosons evne til at parre med partikler, som fysikere allerede kender.

Biondi kiggede først på data fra de første eksperimenter udført i 2010, 2011 og 2012. Desværre, at data ikke viste sig at være statistisk signifikante nok til at give en passende måling af de processer, der førte til Higgs Bosons oprettelse. Imidlertid, nyere LHC -eksperimenter, f.eks. ATLAS -eksperimentet, der går tilbage til 2015 og 2016, opnået det nødvendige præcisionsniveau for at studere ttH -skabelsesmekanismerne.

På tur, hun udtænkte en metode til at rekonstruere de signaler, der kunne stamme fra Higgs -partikler for hvert sæt kollisionsdata. På denne måde, hun forbedrede evnen til at skelne mellem en egentlig Higgs Boson, baggrundsstøj, og partikler, der er i samme energitilstand, men som ikke har egenskaberne ved Higgs Boson. Hun udførte derefter en procedure for at sammenligne den forventede teoretiske måling af sandsynligheden for, at en Higgs Boson vil dukke op, med sandsynligheden for, at ttH -processen finder sted.