p Os pares de fótons de alta energia no Grande Colisor de Hádrons são famosos por duas coisas. Primeiro, como um canal de decaimento limpo do bóson de Higgs. Segundo, por desencadear algumas discussões animadas na comunidade científica no final de 2015, quando um excesso modesto acima das previsões do Modelo Padrão foi observado pelas colaborações ATLAS e CMS. Quando o conjunto de dados de 2016 muito maior foi analisado, Contudo, nenhum excesso foi observado. p No entanto, a maioria dos pares de fótons produzidos no LHC não se originam da decadência de um bóson de Higgs (ou de um novo, partícula não descoberta). Em vez de, mais de 99% são de interações bastante simples entre os constituintes do próton, como a aniquilação de quark-antiquark. Os físicos do ATLAS fizeram um esforço significativo para melhorar nossa compreensão desses processos do Modelo Padrão.

p O ATLAS lançou uma nova medição da seção transversal di-fóton inclusiva com base no conjunto de dados de colisão próton-próton completo de 2012 registrado em uma energia de centro de massa de 8 TeV. A precisão é aumentada por um fator de dois em comparação com a medição ATLAS anterior (com base na amostra de dados menor de 2011 registrada a 7 TeV), de modo que a incerteza experimental total agora é de 5%.

p De acordo com a teoria das interações fortes, a taxa de produção de tais processos de modelo padrão é sensível a ambos os termos perturbativos de alta ordem (interações de partículas mais complexas envolvendo flutuações quânticas) e a dinâmica de partículas adicionais de baixa energia emitidas durante o processo de espalhamento. As previsões teóricas são, portanto, atualmente precisas apenas no nível de 10%. Cálculos baseados em um número fixo de termos perturbativos na expansão da série (ordem próxima à principal e próxima à ordem líder na força de acoplamento forte) subestimam os dados além das incertezas teóricas projetadas.

p No novo resultado do ATLAS, a distorção na taxa de produção de pares de fótons originada da emissão de partículas de baixa energia foi sondada com muita precisão graças ao estudo de dois novos observáveis. Modelando com precisão a emissão adicional, as previsões concordam com os dados nas regiões sensíveis.

p Esses resultados fornecem informações cruciais para experimentalistas e teóricos sobre a dinâmica da interação forte no LHC, e deve levar a melhores previsões do Modelo Padrão de processos di-fótons.