Aumentare le prove relative alla particella di Higgs
La particella di Higgs di breve durata decade in un certo numero di diversi gruppi di particelle finali (canali di decadimento) a seconda della sua massa. Identificare i prodotti del decadimento per una particella leggera di Higgs (circa 120 GeV) sull'immenso sfondo di processi già conosciuti, è estremamente impegnativo. In questi casi è fondamentale osservare tutti i possibili canali di decadimento. Per fornire un aiuto in questa impresa, alcuni scienziati hanno avviato il progetto HIGGS-ZAP ("Understanding the origin of mass with the ATLAS experiment at the Large Hadron Collider"), finanziato dall'UE. Specificamente, il progetto si è concentrato su casi in cui un bosone di Higgs era prodotto assieme a un bosone Z e il suo successivo decadimento in quark bottom (b-jets). I bosoni Z possiedono una chiara firma di decadimento, che offre così un utile modo per estrarre gli eventi Higgs-Z dallo sfondo. Si prevedeva che le particelle di Higgs decadessero in due b-jets contenenti adroni relativamente longevi. Questo aiuta a identificare i decadimenti delle particelle di Higgs. L'elemento innovativo dell'approccio HIGGS-ZAP era che i bosoni di Higgs e quelli Z associati dovevano possedere un'energia elevata. Questo ha fatto risaltare gli eventi Higgs-Z dallo sfondo se confrontato con il 95 % di tutti i possibili altri eventi di Higgs. Algoritmi di tracciamento online sviluppati nell'ambito del progetto hanno aiutato a ricostruire le tracce della particella nel rivelatore interno di ATLAS. Sulla base di queste è stato usato un sistema di monitoraggio online per selezionare b-jets e leptoni e per filtrare gli eventi non pertinenti. I membri del progetto hanno effettuato le misurazioni più aggiornate per singoli b-jets e coppie prodotte nelle collisioni del Large Hadron Collider per questo nuovo regime energetico. Questo ha offerto significative informazioni riguardanti le collisioni dei protoni e la dimostrazione della validità del concetto che bosoni di Higgs a elevata energia possono essere osservati. Per la prima volta gli scienziati hanno osservato bosoni Z a elevata energia decadere in due b-jets che si fondono in un fat jet. Gli algoritmi basati su dati in tempo reale confrontati con quelli basati sulla ricostruzione di tracce della particella hanno mostrato una deviazione tollerabile nell'identificazione delle particelle altamente energetiche che decadono in b-jets. I risultati del progetto sono stati pubblicati in riviste a revisione paritaria e presentati in una conferenza internazionale. HIGGS-ZAP ha rafforzato in modo significativo le capacità di ATLAS per misurazioni di Higgs.
