El detector CMS del LHC en el CERN ha redescubierto el bosón de Higgs tras analizar 12,9 /fb colisiones a 13 TeV c.m. obtenidas en el LHC Run 2 durante el año 2016. Se observa el Higgs en el canal más sensible, la desintegración vía ZZ en cuatro leptones, con una masa de 124,3 GeV a 6,4 sigmas (recuerda que en el LHC Run 1 se observó con una masa de 125,1 GeV a 6,2 sigmas). En concreto, en este canal se han observado 33 candidatos firmes a bosón de Higgs (como muestra esta figura en la parte rosada). También se ha observado en el canal difotónico, la desintegración vía tres quarks top en dos fotones, con una masa de 125,1 GeV a 5,6 sigmas (para una masa de 126,0 GeV se alcanzan 6,1 sigmas). ¡Espectacular CMS!

Te recuerdo que en LHC Run 2 durante el año 2015 observó el Higgs, pero con una significación insuficiente para proclamar un redescubrimiento. Los nuevos datos de 2016 recabados hasta principios de julio de 2016, como era de esperar, nos muestran el esperado redescubrimiento. A finales de año se acumularán unos 50 /fb de colisiones, con lo que la sensibilidad de todos estos análisis mejorará muchísimo.

Nos lo han contado Vittorio Raoul Tavolaro (on behalf of the CMS collaboration), «Measurements of Higgs boson production and properties in the di-photon decay channel using the CMS detector,» ICHEP 2016, Chicago, 04 Aug 2016 [contrib], y Simon Regnard (on behalf of the CMS collaboration), «Measurements of Higgs boson production and properties in the ZZ decay channel using the CMS detector,» ICHEP 2016, Chicago, 04 Aug 2016 [contrib].

Al final de esta entrada tienes información sobre ATLAS en estos dos canales. Por cierto, en otros canales lo que se ha presentado en le ICHEP 2016 corresponde a datos del LHC Run 1 (lo poco que hay del LHC Run 2 se basa en datos en 2015 y es poco significativo). En los próximos se publicará más información al respecto y os trataré de mantener informados.

Esta figura muestra un suceso candidato a Higgs en el canal H→ZZ*→2e2μ, la desintegración de un Higgs en dos bosones Z (uno de ellos virtual) que a su vez uno se desintegra en un par muón-antimuón (líneas rojas) y el otro en un par electrón-positrón (líneas verdes). Un suceso registrado el pasado 08 de julio de 2016.

Esta figura ilustra uno de los análisis realizados en el canal difotónico. La señal para una masa del Higgs de 126 GeV se ve perfectamente (ya que supera los 6 sigmas).

La sección eficaz de producción se ajusta muy bien a las predicciones del modelo estándar. En concreto, el cociente μ = σ/σ_SM = 0,95 ± 0,21 (compatible con μ = 1). Un resultado espectacular sin lugar a dudas.

Sin entrar en detalles, los análisis permiten separar la contribución bosónica, μ_VBF,VH = 1,79 ± 0,73, de la fermiónica, μ_ggH,ttH = 0,80 ± 0,18.

Esta figura muestra el redescubrimiento del modelo estándar en 2016 (todas las partículas que se pueden observar en el canal dimuónico con masa inferior al Higgs). Corresponde a 0,9 /fb de datos de colisiones a 13 TeV c.m. Te la muestro para recordarte que conforme se recaban nuevas colisiones siempre se redescubre todo lo ya descubierto y luego se usa como base (background) para buscar nuevas partículas más allá de las predicciones del modelo estándar. En física de partículas siempre se camino con paso firme.

Por supuesto, también el detector ATLAS del LHC en el CERN ha redescubierto el bosón de Higgs. En el ICHEP 2016 se ha presentado el análisis de 14,8 /fb de colisiones a 13 TeV c.m. obtenidas en el LHC Run 2 (en concreto 11,6 /fb en 2016 y 3,2 /fb en 2015). Ha observado 44 candidatos a bosón de Higgs en el canal más sensible, la desintegración vía ZZ en cuatro leptones. También se ha observado en el canal difotónico, la desintegración vía tres quarks top en dos fotones. Por desgracia las presentaciones en el ICHEP 2016 dejan sin aclarar ciertos detalles de estos análisis que en el caso de CMS sí han sido aclarados (habrá que esperar al correspondiente artículo). Por ello en la primera versión de esta entrada sólo he hablado de CMS.

Nos lo cuentan Ludovica Aperio Bella (on behalf of ATLAS collaboration), «Measurement of cross sections and couplings of the SM Higgs boson in the ZZ decay channel using the ATLAS detector,» ICHEP 2016, 04 Aug 2016 [contrib], y Andrew Pilkington (on behalf of ATLAS collaboration), «Measurement of cross sections and couplings of the SM Higgs boson in the diphoton decay channel using the ATLAS detector,» ICHEP 2016, 04 Aug 2016 [contrib]. También recomiendo Bertrand Laforge, «Determination of the Higgs boson properties with the ATLAS detector,» ICHEP 2016, 04 Aug 2016 [contrib].