Os pesquisadores do ATLAS forneceram evidências convincentes da produção do bóson de Higgs fora da casca com uma confiança muito maior
Proposto pela primeira vez em 1964, o bóson de Higgs desempenha um papel elementary na explicação de por que muitas partículas elementares do Modelo Padrão têm massa de repouso. Muitas décadas depois, o bóson de Higgs foi observado em 2012 pelas colaborações ATLAS e CMS no Massive Hadron Collider (LHC), confirmando a previsão de décadas.
Esta descoberta foi manchete na época e, desde então, as duas colaborações têm realizado uma série de medições para estabelecer a natureza elementary do campo do bóson de Higgs e do vácuo quântico. Os pesquisadores certamente não pararam de trabalhar no Higgs. Nos anos subsequentes, uma série de medições foram realizadas para estabelecer a natureza elementary da nova partícula.
Uma medida importante vem do estudo de um processo conhecido como produção off-shell do bóson de Higgs. Esta é a criação de bósons de Higgs com uma massa significativamente maior do que o seu típico na casca massa de 125 GeV. Esse fenômeno ocorre devido à mecânica quântica, que permite que as partículas flutuem temporariamente em massa.
Este tipo de produção é mais difícil de detectar, mas pode revelar informações mais profundas sobre as propriedades do bóson de Higgs, especialmente a sua largura complete, que se relaciona com quanto tempo ele existe antes de decair. Isto, por sua vez, nos permite testar as principais previsões feitas pelo Modelo Padrão da física de partículas.
Observações anteriores deste processo foram severamente limitadas em sua sensibilidade. Para melhorar isto, a colaboração ATLAS teve de introduzir uma forma completamente nova de interpretar os seus dados (leia aqui para mais detalhes).
Eles foram capazes de fornecer evidências da produção do bóson de Higgs off-shell com uma significância de 2,5𝜎 (correspondendo a uma probabilidade de 99,38%), usando eventos com quatro elétrons ou múons, em comparação com uma significância de 0,8𝜎 usando métodos tradicionais no mesmo canal.
Os resultados marcam um passo importante na compreensão do bóson de Higgs, bem como de outros fenômenos da física de partículas de alta energia.