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Turn the extra light on: enhancing the discovery potential of Higgs production in association with a photon

Descrizione del progetto

Una ricerca per svelare nuove intuizioni sulle modalità di interazione tra il bosone di Higgs e le altre particelle

Il bosone di Higgs, scoperto nel 2012, è fondamentale al fine di comprendere il modo in cui le particelle acquisiscono massa; ciononostante, molti misteri circondano la sua scoperta, come l’origine della scala elettrodebole (il livello di energia in cui le forze elettromagnetiche e quelle deboli si unificano) e le transizioni di fase che hanno dato forma alla struttura dell’universo primordiale. Il progetto PLUSPHOTON, finanziato dal CER, studierà la produzione di un bosone di Higgs in associazione con un fotone, un processo raro a causa della sua bassa probabilità e della bassa energia del fotone coinvolto. PLUSPHOTON introdurrà una nuova tecnica di isolamento dei fotoni al fine di migliorare il rilevamento dei fotoni a bassa energia, perfezionando inoltre i modelli di rumore di fondo, cercando la produzione di fotoni di Higgs e analizzando i risultati mediante l’impiego di strumenti teorici avanzati. Gli sforzi compiuti nell’ambito del progetto dispongono del potenziale di indicare una nuova fisica al di là del modello standard.

Obiettivo

The observation of the Higgs boson in 2012 marked a significant milestone in particle physics. Following its discovery, the Large Hadron Collider experiments have focused on an extensive characterisation of this scalar particle. However, key questions remain, such as the origin of the electroweak scale and phase transition in the early Universe. This project seeks to address a crucial gap in our understanding of the Higgs boson: a comprehensive study of the Higgs boson production in association with a photon, focusing on the diphoton decay channel, could potentially point to new physics beyond the Standard Model. This process has not yet been observed due to its low cross-section and the relative softness of the extra photon.
For this work, four main research objectives are considered. The first is to develop a novel experimental photon isolation technique, soft-drop isolation, with the aim of improving photon isolation at low-transverse momentum. The second one is to produce a complete characterisation of the background from the strong interaction with differential cross-section measurements that can assess the modelling of state-of-the-art Monte Carlo event generators. The third one is to search for Higgs plus photon production in the diphoton decay channel, establishing a framework in which the rich phenomenology of this process can also be studied in other decays. The final one is to evaluate the results in terms of the Standard Model Effective Field Theory and shed light on the origin of potential new physics effects if any deviations from the current theory are found. The project will unlock deeper insights into the Higgs boson´s interactions with fundamental particles, sharpening our grasp of the electroweak symmetry breaking mechanism. It will lay the groundwork for searches in alternative Higgs decay channels and introduce a novel photon isolation technique that will transform the landscape of photon measurements.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) ERC-2025-STG

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Istituzione ospitante

UNIVERSIDAD AUTONOMA DE MADRID
Contributo netto dell'UE
€ 1 433 125,00
Indirizzo
CALLE EINSTEIN 3 CIUDAD UNIV CANTOBLANCO RECTORADO
28049 Madrid
Spagna
Regione
Comunidad de Madrid Comunidad de Madrid Madrid
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 1 433 125,00

Beneficiari (1)