p No modelo padrão da física de partículas, as partículas elementares adquirem suas massas interagindo com o campo de Higgs. Este processo é governado por um mecanismo delicado:quebra de simetria eletrofraca (EWSB). Embora o EWSB tenha sido proposto pela primeira vez em 1964, ele permanece entre os fenômenos menos compreendidos do Modelo Padrão, pois um grande conjunto de dados de colisões de partículas de alta energia é necessário para sondá-lo. p Após a descoberta do bóson de Higgs em 2012, a investigação do EWSB na fronteira de alta energia começou para valer no Large Hadron Collider (LHC) no CERN. Além de medir com precisão as propriedades do bóson de Higgs - em particular, seu autoacoplamento - uma avenida chave para sondar o EWSB é o estudo do comportamento de alta energia dos bósons W e Z à medida que eles se dispersam. Este processo, que é governado por interações eletrofracas, é conhecido como espalhamento massivo de bóson vetorial.

p O espalhamento do bóson vetorial é um dos vários processos eletrofracos que contribuem para a produção de um par de bósons W ou Z em associação com dois "jatos" de partículas hadrônicas (cada uma originada de um quark), que são produzidos preferencialmente opostos uns aos outros na direção ao longo dos feixes de prótons. Sem o bóson de Higgs, a taxa desse processo aumentaria indefinidamente com a energia de colisão. O mecanismo EWSB deve precisamente cancelar este crescimento descontrolado, de acordo com o Modelo Padrão. Contudo, novos processos físicos potenciais podem influenciar a taxa deste processo em alta energia, tornando sua medição precisa um objetivo importante para os experimentos do LHC.

p Os físicos do ATLAS pesquisam colisões do LHC para a produção eletrofraca de dois jatos em associação com um par de bósons vetoriais massivos - seja W ^± C ^± , C ^± Z ou ZZ. Essas análises são muito desafiadoras devido à escassez do sinal na presença de um grande, fundo irredutível de interação forte. Para melhorar a sensibilidade de detecção do sinal, Os físicos do ATLAS pesquisaram eventos em que os bósons vetoriais decaíram para léptons, e aplicaram técnicas multivariadas para explorar diferenças sutis entre eventos de sinal e de fundo.

p ATLAS observou com sucesso a produção eletrofraca de dois jatos em associação com W ^± C ^± e W ^± Z em 2018, usando 36 fb ^-1 de dados de colisão próton-próton de 13 TeV. Esses resultados foram alcançados graças à grande quantidade de dados fornecidos pelo LHC, uma metodologia de pesquisa cuidadosamente otimizada, e a excelente calibração do detector ATLAS para garantir uma medição precisa de léptons e jatos. Nenhum desvio significativo das previsões do modelo padrão foi visto nessas medições.

p Os físicos então começaram a observar a produção eletrofraca de dois jatos em associação com ZZ - o mais raro dos três processos. A colaboração CMS buscou este processo usando 36 fb ^-1 De dados, mas não encontrou nenhuma evidência clara ainda.

p Na Conferência da Sociedade Europeia de Física sobre Física de Altas Energias (EPS-HEP) em Ghent, Bélgica, ATLAS apresentou uma nova pesquisa para este processo usando o conjunto de dados Run 2 completo (139 fb ^-1 ) O resultado combina dois canais diferentes originados dos decaimentos do par do bóson Z:quatro leptons carregados e dois leptons carregados mais dois neutrinos, respectivamente. Os discriminantes multivariados na forma de Árvores de Decisão Impulsionadas (BDT) são treinados para melhorar a separação entre o sinal e o fundo. As distribuições BDT observadas em ambos os canais são examinadas juntamente com um método estatístico para determinar a abundância do sinal.

p O novo resultado do ATLAS fornece a observação da produção eletrofraca de dois jatos em associação com ZZ, com significância estatística de 5,5 desvios-padrão. É compatível com a expectativa do Modelo Padrão de 4,3 desvios padrão.

p A observação deste processo marca mais um marco no estudo do EWSB. Uma análise mais detalhada do EWSB continuará em outros canais, bem como com conjuntos de dados futuros no LHC.