O experimento ATLAS mede o acoplamento do bóson de Higgs ao quark superior no canal de difoton com conjunto de dados Run 2 completo
p Visualização de um evento a partir da análise tt̄H (γγ). O evento contém dois candidatos a fótons (torres verdes), enquanto os b-jets são mostrados como cones amarelos (azuis). Crédito:ATLAS Collaboration / CERN
p Em 2018, as Colaborações ATLAS e CMS no CERN anunciaram a observação da produção do bóson de Higgs em associação com um par de quark top, conhecido como produção "ttH". Este resultado foi a primeira observação do acoplamento do bóson de Higgs aos quarks. Foi seguido logo pela observação de decaimentos do bóson de Higgs para quarks bottom. p Como apenas cerca de 1 por cento dos bósons de Higgs são produzidos em associação com um par de quark top no Large Hadron Collider (LHC), alcançar essa observação foi especialmente desafiador. Foi realizado através da pesquisa em muitos canais de decaimento do bóson de Higgs, incluindo decaimentos para dois bósons W ou Z (WW * ou ZZ *), um par de léptons tau, um par de quarks b, e um par de fótons ("difóton"). Sua combinação estabeleceu a produção de ttH com uma significância de 6,3 desvios-padrão. O canal de difoton sozinho, usando 80 fb
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de dados registrados pela ATLAS entre 2015 e 2017, forneceu uma significância observada de 4,1 desvios-padrão (para 3,7 desvios-padrão esperados ao assumir que a produção de ttH ocorra conforme previsto pelo Modelo Padrão).
p A ATLAS Collaboration apresentou uma medição atualizada da produção de ttH no canal de difóton.
O resultado examina o conjunto de dados Run 2 completo - 139 fb
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coletados entre 2015 e 2018 - para observar a produção de ttH em um único canal com significância de 4,9 desvios-padrão (para 4,2 esperado).
p O sinal ttH no espectro de massa invariante do difóton. Os eventos das diferentes categorias de análise são ponderados de acordo com a sensibilidade da categoria ao sinal ttH. O sinal ttH se manifesta como uma saliência ressonante localizada na curva vermelha, representando o ajuste aos dados das formas de sinal e fundo. Os outros modos de produção de Higgs fornecem uma pequena contribuição para o pico ressonante, conforme mostrado pela linha tracejada verde. Crédito:ATLAS Collaboration / CERN
p As técnicas de análise utilizadas no novo resultado seguiram de perto aquelas empregadas na análise publicada anteriormente - com algumas exceções. Para lidar com as intensas condições de obtenção de dados de 2018, Os físicos do ATLAS revisaram seus mecanismos de calibração e seleção de dados. Em particular, o resultado utiliza um procedimento revisado para diferenciar o surgimento de fótons, por exemplo, de um decaimento do bóson de Higgs daqueles induzidos por jatos de hadron, bem como uma calibração de energia de fóton adaptada. Adicionalmente, ATLAS implementou uma nova calibração para jatos de hadron, especialmente para aqueles emitidos de quarks bottom, cuja presença no evento é usada para identificar a decadência dos quarks top.
p A seção transversal ttH vezes a fração de ramificação de Higgs-para-difóton (a probabilidade de que um bóson de Higgs decairá em um par de fótons) foi medida como 1,58 ± 0,39 fb. Sua proporção para a previsão do Modelo Padrão é 1,38 ± 0,41, de acordo com a unidade.
p O ATLAS agora está trabalhando para estender a análise do canal do difóton - que é sensível tanto ao ttH quanto aos outros modos de produção de Higgs - para o conjunto de dados Run 2 completo. Esta medição completa do difóton permitirá um teste ainda mais sensível do mecanismo de Higgs, e irá refinar ainda mais a medição de ttH.