p O bóson de Higgs segue todas as regras estabelecidas pelo Modelo Padrão? Desde a descoberta da partícula em 2012, as Colaborações ATLAS e CMS têm trabalhado arduamente no estudo do comportamento do bóson de Higgs. Quaisquer observações inesperadas podem ser um sinal de uma nova física além do modelo padrão. p No modelo padrão, a força das interações entre o bóson de Higgs e as partículas de matéria (quarks e leptons) é proporcional à massa da partícula. No caso de léptons carregados, espera-se que a força da interação com o bóson de Higgs seja maior com o tau, o lepton carregado mais pesado, e o menor com o elétron, o lépton carregado mais leve.

p O decaimento do bóson de Higgs em um par de elétrons é permitido pelo Modelo Padrão, mas é tão extraordinariamente raro que não se espera que seja observado pelo ATLAS Experiment no CERN. Para contexto, o bóson de Higgs está em torno de 40, 000 vezes menos probabilidade de decair em elétrons do que em múons, para o qual o ATLAS apresentou recentemente resultados de pesquisa preliminares atualizados. Se o ATLAS observasse o bóson de Higgs decaindo em um par de elétrons, um processo de nova física teria que ser responsável.

p O modelo padrão também prevê que, quando o bóson de Higgs interage com um leptão carregado, o lepton não muda seu tipo (ou sabor). Assim, o bóson de Higgs deve decair em um par de elétrons, múons ou taus - mas não, por exemplo, em um elétron e um múon, ou um tau e um muon. Esses decaimentos são conhecidos como "decaimentos que violam o sabor do leptão" e aparecem em muitas teorias da nova física.

p Os físicos do ATLAS já pesquisaram por dois desses decaimentos, em que o bóson de Higgs decai para um tau e um elétron ou um múon (H → eτ ou H → µτ). A pesquisa utilizou técnicas de aprendizado de máquina e não encontrou nenhum excesso significativo acima do histórico esperado. O resultado colocou limites superiores nas razões de ramificação de H → eτ e H → µτ de 0,47 por cento e 0,28 por cento, respectivamente, no nível de confiança de 95 por cento.

p Esta semana, no Simpósio Lepton-Photon em Toronto, Canadá, a ATLAS Collaboration apresentou novas pesquisas para dois decaimentos adicionais do bóson de Higgs:em um par de elétrons (H → ee), e na combinação violadora de sabor de um elétron e um múon (H → eµ).

p A nova pesquisa H → ee é a primeira para o ATLAS Collaboration. Este canal específico é especialmente difícil de estudar, como a maioria dos eventos de pares de elétrons são esperados se originam de decaimentos do bóson Z (Z → ee). O decaimento do bóson de Higgs seria visto como uma "saliência" na massa invariante do par de elétrons, no topo do grande fundo Z → ee. Os físicos não encontraram esse excesso nos dados e foram capazes de definir um limite superior na razão de ramificação H → ee de 0,036% no nível de confiança de 95%.

p A busca por H → eµ foi realizada de maneira semelhante, embora os processos de segundo plano esperados sejam menores e se originem de vários processos. Como no caso da pesquisa por H → ee, nenhum excesso significativo de eventos foi observado e um limite superior de 0,006 por cento foi definido na razão de ramificação H → eμ no nível de confiança de 95 por cento.

p Com essas novas análises concluídas, o ATLAS Collaboration agora pesquisou todos os decaimentos possíveis do bóson de Higgs para dois léptons carregados. Contudo, o trabalho ainda não terminou, e o ATLAS continuará a investigar exaustivamente as interações dos léptons carregados com o bóson de Higgs.