Misst der LHC die Masse des Higgs oder seiner Zerfallsprodukte?

Der LHC zeichnet mit verschiedenen Detektoren die Impulse und/oder Energien geladener und neutraler Teilchen für jede Proton-Proton-Wechselwirkung auf. Aus diesen harten Zahlen werden vier Vektoren erstellt, und somit ergibt jede Kombination von zwei (oder mehr) beobachteten Partikel-Vier-Vektoren die unveränderliche Masse der Paare (oder des Satzes von Partikeln). Das ist die Masse in der speziellen Relativitätstheorie.

Dann erzeugen Simulationsprogramme, genannt Monte Carlo, Hintergrundereignisse mit der bekannten Physik, ohne das Higgs. Der Vergleich zwischen gemessenen Massen und dem berechneten Hintergrund zeigt eine Verbesserung bei dem, was heute als Masse des Higgs bekannt ist.

Ein Diagramm der invarianten Masse von vier Vektoren von zwei Gamma in den Daten.

Die endgültige Hintergrundschätzung passt zu den Daten mit Ausnahme der Erhebung, die die invariante Masse von vier Vektoren von zwei Gamma ist. Dies ist eine der Möglichkeiten, wie die Masse des Higgs gemessen wurde. Alle Zerfälle zeigen, dass es sich um die vom SU(3)xSU(2)xU(1)-Standardmodell der Teilchenphysik erwartete handelt.

Da die Lebensdauer des Higgs-Bosons viel zu kurz ist, messen die Experimente ATLAS und CMS (der LHC ist nur der Collider) die Masse der Zerfallsprodukte.