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Acoplamiento entre el bosón de Higgs y el quark top

El bosón de Higgs y el quark top son componentes fundamentales del universo según el modelo estándar de la física de partículas. Sus interacciones son mutuamente reveladoras.
Acoplamiento entre el bosón de Higgs y el quark top
La colaboración ATLAS ha desarrollado uno de los cuatro experimentos principales llevados a cabo en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN). Esta colaboración ha sido crítica para la detección y caracterización del bosón de Higgs, la partícula responsable de manifestar la masa en el universo.

El proyecto ATLASTTH (Observation of the Higgs production mode in the ttH channel at ATLAS), financiado con fondos de la Unión Europea, se centró en mejorar los conocimientos acerca del bosón de Higgs mediante la medición de una de sus propiedades: el acoplamiento con el quark top. Esta medición despierta un gran interés porque el quark top tiene una gran masa y, por tanto, la fuerza de este acoplamiento es elevada, de hecho es la más elevada de todos los acoplamientos.

Asimismo, este acoplamiento tiene un papel especial en muchas teorías que amplían el modelo estándar, que actualmente es la mejor teoría existente para describir la composición del universo. A fin de distinguir entre el valor que se predice a partir del modelo estándar y los valores predichos por otras teorías es necesaria una medición precisa.

Durante la primera fase de recopilación de datos de ATLAS, los datos recogidos fueron insuficientes para medir el acoplamiento, pero se pudo establecer un límite superior para el valor. Tras un periodo de tres años en el que se introdujeron grandes mejoras en el LHC y en los experimentos, ATLAS inició su segunda fase de recopilación de datos, que sigue en marcha. Los nuevos datos proporcionarán, como mínimo, un límite superior mejorado y podrían proporcionar la primera estimación.

El proyecto contribuyó al experimento mediante el desarrollo del software necesario para las operaciones a realizar durante la segunda fase de recopilación de datos. El nuevo software se encarga de manejar la base de datos de disparadores (triggers) en línea. Además de añadir todas las nuevas funcionalidades necesarias, se ha mejorado significativamente el rendimiento de la aplicación y se ha clarificado la estructura del código para facilitar el mantenimiento de la aplicación.

Otra contribución del proyecto ha sido la publicación de la medición de la sección transversal diferencial del par del top mediante datos recogidos durante la primera fase de recopilación de datos. Tras realizar diversos análisis con el marco de software del grupo Top y teniendo en cuenta su experiencia en el grupo Trigger, se invitó al jefe del proyecto a unirse a la dirección del grupo Top, asumiendo la función de persona de contacto para los disparadores a fin de coordinar entre los grupos las propuestas de nuevos criterios de disparadores que determinan los sucesos que se registran.

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Palabras clave

Bosón de Higgs, quark top, modelo estándar, física de partículas, ATLASTTH
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