Com a execução 3 do Large Hadron Collider (LHC) ao virar da esquina, os experimentos do LHC ainda estão publicando novos resultados com base nos dados das execuções anteriores. Apesar de nenhuma nova descoberta ser anunciada, pequenos desvios das expectativas estão aparecendo em um pequeno número de análises. No nível atual, esses desvios ainda podem ser atribuídos a flutuações aleatórias nos dados, mas indicam regiões que precisam ser investigadas de perto quando o novo fluxo de colisões chegar. Abaixo estão alguns exemplos publicados recentemente pela colaboração do solenóide de múon compacto (CMS).
Em 2017, o CMS registrou um evento de colisão espetacular contendo quatro jatos de partículas no estado final. A massa invariante de todos os quatro jatos era de 8 TeV e os jatos podiam ser divididos em dois pares com uma massa invariante de 1,9 TeV cada. Tal configuração poderia ser produzida se uma nova partícula com massa de 8 TeV fosse criada na colisão de feixes de prótons e, posteriormente, decaísse em um par de – novamente, novas – partículas, com massas de 1,9 TeV. Em uma nova análise publicada recentemente pela CMS, uma busca por esses pares gêmeos de jatos com massas invariantes correspondentes é realizada para dados coletados até o final do LHC Run 2. Surpreendentemente, um segundo evento com propriedades impressionantes semelhantes foi encontrado, com um 4 -massa de jato de 8,6 TeV e massas de 2 jatos de 2,15 TeV. Esses dois eventos podem ser vistos claramente no gráfico abaixo, onde os eventos de 4 jatos são plotados em função da massa de 2 jatos e 4 jatos.

Embora quase todos os eventos observados com dois pares de jatos sejam produzidos por fortes interações entre os fótons em colisão, eventos com massas tão altas e invariantes são extremamente improváveis. A probabilidade de ver dois eventos nestas massas sem que nenhum fenômeno novo esteja presente é da ordem de 1 em 20.000, correspondendo a uma significância local de 3,9σ. Embora isso possa parecer um sinal muito forte a princípio, dado que a área de massas que estão sendo analisadas é grande, é importante observar também a significância global, que indica a probabilidade de observar um excesso em qualquer lugar da região analisada. Para os dois eventos a significância global é de apenas 1,6σ.

Duas outras buscas por novas partículas pesadas estão relatando pequenos excessos nos dados. Em uma busca por ressonâncias de alta massa decaindo em um par de bósons W (que então decaem em léptons) o maior desvio corresponde a uma hipótese de sinal com massa de 650 GeV, com significância local em 3,8σ e significância global de 2,6σ. Em uma busca por partículas pesadas decaindo em um par de bósons (WW, WZ ou outras combinações, incluindo também bósons de Higgs) que posteriormente decaem em pares de jatos, os dados divergem das expectativas em dois lugares. A hipótese do sinal é um bóson W' com massa de 2,1 ou 2,9 TeV, decaindo em um par WZ e a maior significância local é de 3,6σ, com significância global de 2,3σ.

Outro novo resultado vem de pesquisas procurando por partículas extras do bóson de Higgs decaindo em pares de tau. Para uma nova partícula com massa de 100 GeV há um pequeno excesso visto nos dados com significância local de 3,1σ e global de 2,7σ. Curiosamente, isso coincide com um excesso semelhante visto pelo CMS em uma pesquisa anterior por ressonâncias de baixa massa no estado final de dois fótons. Outro excesso é visível na faixa de alta massa, com o maior desvio da expectativa observado para uma massa de 1,2 TeV com uma significância local (global) de 2,8σ (2,4σ).

O estado final do par tau também foi usado para procurar novas partículas hipotéticas chamadas leptoquarks. Isso é de particular interesse, pois os leptoquarks poderiam explicar as anomalias de sabor que foram observadas pelo experimento LHCb, portanto, se as anomalias são de fato uma manifestação de alguns fenômenos novos, essa seria uma maneira de olhar independentemente para esses fenômenos de um ângulo diferente . Nenhum excesso foi encontrado pelo CMS até agora, mas a análise está apenas começando a ser sensível ao intervalo de parâmetros de leptoquark que podem se encaixar nas anomalias de sabor, portanto, são necessários mais dados para explorar completamente a hipótese do leptoquark.

O novo período de coleta de dados do LHC está programado para começar em julho, com maior energia e com detectores significativamente atualizados, prometendo um novo fluxo de dados para pesquisas de novos fenômenos. + Explorar mais

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