Welche Neuigkeiten über den zweiten Higgs-Modus (oder das mysteriöse Teilchen) werden voraussichtlich am LHC bei etwa 750 GeV zu sehen sein?

Eine der am LHC durchgeführten Suchen besteht darin, Ereignisse auszuwählen, bei denen zwei hochenergetische Photonen erzeugt werden ($\gamma\gamma$Kanal) und bei der Berechnung ihrer unveränderlichen Masse - der Energie des Photonenpaares in seinem Ruhesystem$m_{\gamma\gamma}$- Verteilung. Das Standardmodell sagt voraus, dass diese Ereignisse ziemlich häufig sind (hauptsächlich durch direkte QCD-Prozesse erzeugt), und die SM-Vorhersage wird als "Hintergrund" bezeichnet. Das$m_{\gamma\gamma}$Die Verteilung dieses Hintergrunds ist ziemlich glatt, und wenn ein neues Teilchen in zwei Photonen zerfallen würde, könnte in den Daten über dem Hintergrund ein sauberer, signifikanter Peak um die Teilchenmasse herum erscheinen.

(Es gibt viele andere Möglichkeiten, wie neue Physik die Verteilungsform verändern könnte, aber dies ist eine der einfachsten und auch mehr oder weniger das, was im Higgs-Fall passiert, der in zwei Photonen zerfallen kann).

Im Jahr 2015 sammelten die ATLAS- und CMS-Experimente am LHC etwa 3$\text{fb}^{-1}$von Daten bei einer Schwerpunktsenergie von 13 TeV. Ihre unabhängigen Analysen zeigten beide einen leichten Überschuss an Ereignissen über dem Hintergrund um eine Masse von 750 GeV, wofür eine der einfachen Erklärungen ein neues Spin-0- oder Spin-2-Teilchen war, das in zwei Photonen zerfiel.

(Quelle: http://resonaances.blogspot.fr/ )

Aufgrund der endlichen Anzahl von Ereignissen war es jedoch sehr gut plausibel, dass dieser Überschuss nichts anderes als statistische Schwankungen war – wir hatten „Glück“ und beobachteten mehr Ereignisse, als es im Durchschnitt geben sollte$m_{\gamma\gamma}$etwa 750 GeV – und die Analyse verwendet einen frequentistischen Ansatz, um die Wahrscheinlichkeit zu bewerten, extremere Schwankungen als die beobachteten Exzesse zu beobachten. Diese Wahrscheinlichkeit muss größer als ungefähr sein$10^{-7}$(5 'Sigmas'), aber es war näher an 3 Sigmas (entspricht einer Wahrscheinlichkeit$\sim 10^{-4}$). Da außerdem ein großer Massenbereich untersucht wurde, war es nicht so unwahrscheinlich, mindestens einen Überschuss dieser Amplitude zu erhalten. Dieser Effekt wird Look-Elsewhere-Effekt genannt . Einmal berücksichtigt, reduzierte es die Signifikanz auf 1,9 Sigma, wenn ich mich im Fall der Spin-0-Suche von ATLAS richtig erinnere.

Aus diesen Gründen mussten mehr Daten gesammelt werden, um Rückschlüsse auf die Art dieses Überschusses zu ziehen (wahres Signal einer neuen Physik oder nur eine statistische Schwankung).

Der LHC sammelte in diesem Jahr viel mehr Daten und im August veröffentlichten die ATLAS- und CMS-Experimente ihre neuen Ergebnisse bei ICHEP auf der Grundlage von etwa 15$fb^{-1}$von Dateien. Es scheint, dass der Überschuss jetzt weg ist.

(Quelle: http://resonaances.blogspot.fr/ )