Figur 1:Fördelning av den invarianta massan av de fyra leptoner som valts ut i ATLAS -mätningen av H → ZZ*→ 4l med hela 2015+2016 -datamängden. Higgs boson motsvarar överskottet av händelser med avseende på den icke -resonanta ZZ* bakgrunden som observerats vid 125 GeV. Upphovsman:ATLAS Collaboration/CERN
Upptäckten av en Higgs -boson 2012 av ATLAS- och CMS -experimenten markerade en milstolpe i partikelfysikens historia. Det bekräftade en mångårig förutsägelse av standardmodellen, teorin som omfattar vår nuvarande förståelse av elementära partiklar och deras interaktioner.
Med den enorma mängden proton -proton -kollisioner som levererades av LHC under 2015 och 2016 med den ökade kollisionsenergin på 13 TeV, ATLAS -experimentet har gått in i en ny era av Higgs bosons fastighetsmätningar. De nya uppgifterna gjorde det möjligt för ATLAS att utföra mätningar av inkluderande och differentiella tvärsnitt med "gyllene" H → ZZ*→ 4ℓ -förfall.
Fyrleptonkanalen, om än sällsynt (0,012% förgrening av fraktion till slutliga tillstånd med elektroner eller muoner), har den tydligaste och renaste signaturen av alla möjliga Higgs boson -sönderfallslägen. Detta beror på kanalens lilla bakgrundskontaminering. Figur 1 visar en smal resonant topp vid 125 GeV i den rekonstruerade invarianta massan ovanpå en lokalt relativt platt bakgrundsfördelning som domineras av (icke-resonant) qq → ZZ* produktion.
Higgs bosons tvärgående momentum kan användas för att undersöka olika Higgs produktionsmekanismer och möjliga avvikelser från standardmodellinteraktionerna. Figur 2 visar det uppmätta differentialtvärsnittet av fyrleptons tvärgående momentum (sid T 4l) jämfört med olika standardmodellprognoser.
Figur 2:Differentialtvärsnitt för Higgsbosonets tvärgående momentum (pT4l). Det uppmätta tvärsnittet jämförs med olika ggF SM -förutsägelser. Felstaplarna på datapunkterna visar den totala osäkerheten, medan de systematiska osäkerheterna anges med rutorna. Upphovsman:ATLAS Collaboration/CERN
Genom att studera antalet jetfly som produceras vid dessa evenemang, liksom tvärmomentet för den ledande jetplanen, ATLAS kan sondera och hjälpa till att förbättra den teoretiska modelleringen av Higgs bosonproduktion via gluonsmältning. De uppmätta och förutsagda differentialtvärsnitten som en funktion av jetmultipliciteten visas i figur 3.
Flera differentialtvärsnitt har mätts för observerbara ämnen som är känsliga för Higgs bosonproduktion och sönderfall, inklusive kinematiska fördelningar av strålarna som producerats i samband med Higgs -bosonet. God överensstämmelse finns mellan data och standardmodellprognoser. Mätningarna används för att begränsa avvikande Higgs boson -interaktioner (se figur 4).
Figur 3:Fördelning av den invarianta massan av de fyra leptoner som valts ut i ATLAS -mätningen av H → ZZ*→ 4l med hela 2015+2016 -datamängden. Higgs boson motsvarar överskottet av händelser med avseende på den icke -resonanta ZZ* bakgrunden som observerats vid 125 GeV. Upphovsman:ATLAS Collaboration/CERN
Figur 4:Gränser för modifierade Higgs-boson-sönderfall inom ramen för pseudo-observerbara. Gränserna extraheras i planet för εL och εR, som ändrar kontaktvillkoren mellan Higgs boson och vänster- och högerhänta leptoner, förutsatt leptonsmak universalitet. Upphovsman:ATLAS Collaboration/CERN
