02 septembre 2015
Les propriétés du boson de Higgs mesurées par les expériences Atlas et CMS combinées pour la première fois
Les propriétés du boson de Higgs mesurées par les expériences Atlas et CMS combinées pour la première fois

Mesure de l’intensité du couplage du boson de Higgs aux particules du modèle standard en fonction de la masse de ces particules. Dans le modèle standard, elle doit être proportionnelle a la masse (ligne pointillée). Pour le couplage aux muons, les mesures fournissent seulement une limite supérieure sur le couplage au Higgs.

Le 1er septembre 2015, à l’occasion de la conférence annuelle sur la physique auprès du grand collisionneur de hadrons (LHCP 2015), les expériences Atlas et CMS ont présenté pour la première fois leurs résultats combinés sur les propriétés du boson de Higgs avec les données de 2011 et 2012, offrant ainsi les résultats les plus précis à ce jour. Les physiciens de l'Irfu et de l'In2p3 de ces expériences ont contribué en fournissant leurs mesures avant la combinaison mais aussi en travaillant sur les mesures combinées. Les groupes de l'Irfu ont participé aux mesures dans le canal de désintégration du boson de Higgs en deux bosons Z pour Atlas, et en deux photons et deux leptons tau pour CMS.

Toutes les propriétés concordent avec les prédictions du modèle standard de la physique des particules. Ces mesures vont servir de référence pour les analyses à venir effectuées avec les nouvelles données de la phase 2 du LHC.


Lien vers la publication : http://cds.cern.ch/record/2053103/files/HIG-15-002-pas.pdf

 

Comme toutes les particules, le boson de Higgs est caractérisé par des propriétés dont sa masse (fait marquant en mai 2015), son spin, sa parité, ses modes de production et ses probabilités de se désintégrer (liées aux « couplages » du boson de Higgs aux autres particules). Les valeurs des couplages en particulier sont caractéristiques du modèle théorique utilisé pour les calculer. Confronter ces calculs aux mesures représente donc un test crucial du modèle standard. En réduisant l’incertitude sur ces paramètres, la combinaison met le modèle à l’épreuve comme jamais auparavant.

 
Les propriétés du boson de Higgs mesurées par les expériences Atlas et CMS combinées pour la première fois

Mesures par les collaborations ATLAS et CMS, ainsi que leur combinaison, de l’intensité du couplage du boson de Higgs aux fermions (en ordonnée) et aux bosons vecteurs de jauge (en abscisse) rapportées aux valeurs attendues dans le cadre du modèle standard (égales a 1, correspondant à l’étoile noire).

 

Une telle combinaison est un énorme défi : il faut prendre en compte plus de 4200 incertitudes différentes ! Mais les résultats sont à la hauteur.

La figure ci-contre montre deux paramètres reliés au couplage du boson de Higgs aux fermions (en ordonnée) et aux bosons vecteurs (en abscisse). Ils sont rapportés aux valeurs attendues dans le cadre du modèle standard (donc une valeur compatible avec 1 valide le modèle standard). Les valeurs mesurées sont représentées par des croix (en bleu pour Atlas, en rouge pour CMS et en noir pour la combinaison), les incertitudes par les ellipses (en traits pleins lorsque le niveau de confiance est de 68%, c'est-à-dire que l'ellipse a 68% de contenir la vraie valeur, et en traits pointillés pour un niveau de confiance de 95%). La prédiction du modèle standard est donnée par l’étoile noire. La taille plus petite des ellipses en noir montre le gain de précision apporté par la combinaison. Le fait que l’étoile se trouve dans l’ellipse noire montre que les couplages mesurés après combinaison sont en accord avec le modèle standard.

Consultez le communiqué de presse du Cern.

Contacts Irfu:

Claude Guyot, contact Atlas au SPP

Marc Besançon, contact CMS au SPP

Contacts CNRS :

, contact CMS France (LLR)

, contact Atlas France (LAPP)

 

 

Maj : 22/06/2016 (3610)

 

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