ATLAS encontra evidências de raro decaimento do bóson de Higgs

Os físicos do ATLAS pesquisaram todo o conjunto de dados da sessão Run 2 do Large Hadron Collider em busca de

colisões com um fóton, bem como com doisléptons, cuja massa total era inferior a 30 GeV. Nesta região, os decaimentos com fótons virtuais devem dominar outros processos que produzem o mesmo estado final. ATLAS mediu a velocidade do sinal do bóson de Higgs neste canal de decaimento, que é 1,5 ± 0,5 vezes a expectativa do Modelo Padrão. A probabilidade de o sinal observado ter sido causado por flutuações de fundo é inferior a 1 em 1.000.

Considerando que a partir do próximo programa no LHC comCom uma alta luminosidade, uma grande quantidade de dados é esperada, o estudo de raros decaimentos do bóson de Higgs se tornará a nova norma. Isso permitirá que os físicos deixem de apresentar evidências de sua existência para confirmar suas observações e conduzir estudos detalhados das propriedades do bóson de Higgs, o que levará a testes ainda mais rigorosos do Modelo Padrão.

Observação da decadência do bóson de Higgs em um fóton eum par de leptões permitirá aos físicos estudar a simetria de paridade de carga ou paridade C (CP). Paridade combinada, a simetria CP é o produto de duas simetrias: C - conjugação de carga, que transforma uma partícula em sua antipartícula, e P - paridade, que cria uma imagem espelhada do sistema físico. A interação forte e a interação eletromagnética são invariantes sob a operação de transformação CP combinada, mas esta simetria é ligeiramente quebrada durante alguns tipos de decaimento fraco. Historicamente, a simetria CP foi proposta por Lev Landau para restaurar a ordem após a descoberta da violação da paridade na década de 1950. No entanto, em 1964, James Cronin e Val Fitch mostraram que a simetria do CP também pode ser quebrada.

Quando os físicos estudam partículas kaonPercebemos – para nossa surpresa – que no mundo da física de partículas as coisas são diferentes. Desde então, os cientistas aprenderam que a quebra da simetria do CP é uma marca registrada da força eletrofraca e a incluíram no Modelo Padrão.

Mas com a decadência do bóson de Higgs em três partículas, duasdos quais são acusados, os físicos poderão verificar se os decaimentos estão em uma direção preferencial, o que permitirá aos pesquisadores melhorar sua compreensão das causas da violação do CP e, possivelmente, até levar a pistas para novos físicos além do Modelo Padrão.

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Um volt de elétron é uma unidade de energia fora do sistema usada na física atômica e nuclear, na física de partículas elementares e em campos da ciência intimamente relacionados.

O Modelo Padrão é uma construção teórica emfísica das partículas elementares, que descreve as interações eletromagnéticas, fracas e fortes de todas as partículas elementares. A formulação moderna foi concluída em meados dos anos 70, após a confirmação experimental da existência de quarks.

Flutuação é qualquer desvio aleatório de qualquer valor.

Paridade de carga (Com-paridade) é um dos números quânticos de uma partícula verdadeiramente neutra (ou outro sistema mecânico quântico) que determina o comportamento de seu vetor de estado sob conjugação de carga.

Bóson de Higgs - partícula elementar, campo quânticoHiggs, que surge necessariamente no Modelo Padrão da física de partículas devido ao mecanismo de Higgs de quebra espontânea da simetria eletrofraca.