Dalsze badania nad właściwościami bozonu Higgsa
Pojęcie spontanicznego łamania symetrii elektrosłabej – tzw. mechanizm Higgsa – zostało wprowadzone w latach 60. XX wieku jako uzupełnienie modelu standardowego cząstek elementarnych wyjaśniające sposób, w jaki bozony W i Z uzyskują swoją masę. Bezpośrednim rezultatem eksperymentalnym oddziaływań w najprostszym mechanizmie Higgsa jest bozon Higgsa. W modelu standardowym fermiony otrzymują masy w drodze oddziaływań (nazywanych sprzężeniami Yukawy) z polem Higgsa. Dzięki wsparciu finansowemu ze strony UE uczestnicy projektu EWSB mogli dokładnie zbadać właściwości bozonu Higgsa. Zespół przeanalizował dane z eksperymentu ATLAS w celu zmierzenia masy bozonu Higgsa oraz siły sprzężenia z bozonem Z, wykorzystując do tego kanały rozpadu h→ZZ. To ważny test mechanizmu łamania symetrii elektrosłabej, który naukowcy mogą wykorzystać jako odniesienie dla innych kanałów rozpadu bozonów Higgsa. Masa bozonu Higgsa została określona na podstawie danych uzyskanych podczas pierwszej rundy badań (Run 1). Po porównaniu wyników z eksperymentów ATLAS i CMS stwierdzono, że masa bozonu Higgsa wynosi 125,09 GeV z dokładnością do 0,2%. Zespół skategoryzował również zaobserwowane zdarzenia rozpadu H->ZZ*->4l z myślą o zmierzeniu tempa produkcji bozonów Higgsa w ekskluzywnych stanach końcowych, w których określone mechanizmy produkcji są skuteczniejsze. Dzięki temu czułość pomiarów znacznie się zwiększyła. Ponadto odkryto, że cząstka Higgsa jest bozonem skalarnym, dokładnie jak przewidywał to model standardowy. Jak dotąd przewidywania dokonywane z użyciem modelu standardowego zgadzają się z dostępnymi wynikami pomiarów. Uzyskane wyniki wspomogły badania nad produkcją par bozonów Higgsa umożliwiających przeprowadzenie pomiarów samosprzężenia tych bozonów, kluczowego testu dla mechanizmu łamania symetrii elektrosłabej. Uczestnikom projektu EWSB udało się uzyskać pierwsze ograniczenia eksperymentalne dotyczące sprzężenia bozonu Higgsa z kwarkiem powabnym w drodze ekskluzywnego rozpadu bozonu Higgsa na mezon J/ψ i foton. Zespół EWSB uczestniczył w przygotowaniu modernizacji detektora wewnętrznego ATLAS Inner Tracker w ramach rozbudowy Wielkiego Zderzacza Hadronów (projekt High Luminosity LHC). Jego wkład obejmował stworzenie programu napromieniania z wykorzystaniem cyklotronu medycznego należącego do Uniwersytetu w Birmingham oraz analizę szacowanej wydajności.
Słowa kluczowe
Bozon Higgsa, model standardowy, łamanie symetrii elektrosłabej, sprzężenia Yukawy, EWSB
