Som en del av ATLAS-samarbetet, forskargruppen i Freiburg ledd av prof. Dr. Karl Jakobs och Dr. Christian Weiser har bidragit till att hitta starka bevis för att, bland annat, Higgspartikeln sönderfaller till kvarkar. Forskarna analyserade datamängder som registrerades 2015 och 2016 med ATLAS-detektorn vid världens största partikelaccelerator, Large Hadron Collider (LHC) vid European Organization for Nuclear Research (CERN) i Genève, Schweiz.

"De starka bevisen på att Higgspartikeln, som förutspåtts av teorin, sönderfaller till kvarkar ger ännu en viktig bit till pusslet om denna partikel, säger Weiser, som leder forskningsverksamheten i Freiburg. "Målet nu är att bevisa att förfallet existerar bortom en skugga av tvivel och, baserat på denna kunskap, för att mäta Higgspartikelns egenskaper mer exakt."

Som ett resultat, Att mäta sönderfallet är oerhört viktigt för forskarna för att förklara Higgspartikelns korta livslängd. Mätbara avvikelser från standardteorins förutsägelser kan peka på så kallad ny fysik, som sträcker sig bortom standardmodellen.

Upptäckten av Higgspartikeln genom ATLAS- och CMS-experimenten vid LHC-acceleratorn i CERN 2012 presenterade en milstolpe i fysiken även om partikelns existens hade förutspåtts nästan 50 år dessförinnan. Det är en mycket kortlivad partikel som sönderfaller till andra partiklar nästan i samma ögonblick som den produceras.

Den hastighet med vilken sönderfall till olika partiklar sker kan beräknas inom ramen för den bakomliggande teorin. Tills nu, forskare har till fullo kunnat bevisa sönderfallet till andra partiklar - så kallade W- och Z-bosoner, fotoner och tau leptoner. Men de hade inte kunnat observera Higgspartikelns sönderfall till ett par b-kvarkar som förväntas inträffa med den största hastigheten på cirka 60 procents sannolikhet. Anledningen är att det finns ett antal andra processer som är svåra att skilja från Higgspartikelns sönderfall i b-kvarkar och som sker i mycket högre takt.

Men nu har de upptäckt nya bevis:Sannolikheten att den observerade signalen låtsas enbart av andra processer är bara 0,018 procent. Presentationen av dessa resultat var en av höjdpunkterna på konferensen som hölls av European Physical Society (EPS) som hölls 5-12 juli, 2017 i Venedig, Italien.