De nouvelles études sur les propriétés du boson de Higgs
La brisure de symétrie électrofaible, qui représente le mécanisme de Higgs, a été présentée dans les années 1960 pour parachever la formule du modèle standard de la physique des particules en expliquant la méthode permettant aux bosons W et Z d’acquérir leur masse. Dans la plus simple mise en œuvre du mécanisme de Higgs, le boson de Higgs représente l’une des conséquences expérimentales directes. Les masses des fermions dans le modèle standard sont obtenues grâce aux couplages de Yukawa dans le champ de Higgs. Le projet EWSB financé par l’UE a permis des études plus approfondies sur les propriétés du boson de Higgs. Les chercheurs ont analysé les données d’ATLAS pour mesurer la masse du boson de Higgs et ses couplages au boson Z à l’aide de décompositions h→ZZ. Il s’agit là d'un test essentiel du mécanisme de brisure symétrique électrofaible que les chercheurs pourront utiliser comme référence pour les autres canaux de décomposition du boson de Higgs. Les recherches se basent sur les données du LHC Run 1 pour la mesure de la masse du boson de Higgs. La masse du boson de Higgs a été mesurée et la combinaison de la mesure du groupe Atlas avec celle du groupe CMS a permis d’obtenir un résultat de 125,09 GeV, avec une précision de 0,2 %. L'équipe a par ailleurs classé les événements H->ZZ*->4l observés pour mesurer les taux de production du boson de Higgs à des états finaux exclusifs, où les mécanismes de production sont améliorés, ce qui permet d’obtenir des résultats nettement supérieurs en termes de sensibilité de mesure. La particule de Higgs s’est révélée un boson scalaire, conformément aux prévisions du modèle standard. A ce jour, les prévisions du modèle standard correspondent aux mesures disponibles. L’équipe de chercheurs a également contribué à la production d’une paire de bosons de Higgs en vue d’en sonder l’auto-couplage. Ce test est essentiel pour le mécanisme de brisure de symétrie électrofaible. Dans le cadre du projet EWSB, les premières contraintes expérimentales directes ont pu être obtenues sur le couplage du quark charmé au boson de Higgs, par la décomposition exclusive du boson de Higgs en un méson J/ψ et un photon. Le projet EWSB a contribué à préparer l’amélioration du détecteur ATLAS pour le LHC haute luminosité par le biais d'un programme d’irradiation au Cyclotron médical de l’Université de Birmingham et l’étude des résultats escomptés.
Mots‑clés
Boson de Higgs, modèle standard, brisure de symétrie électrofaible, couplages de Yukawa, EWSB
