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Seminario: Seconda risonanza del campo di Higgs: segnali da LHC?, Maurizio Consoli , INFN Sezione di Catania

Martedì 30 Maggio 2023
Aula 139 Fisica Sperimentale

Calcoli perturbativi del potenziale efficace portano alla conclusione che il vuoto elettrodebole non sia lo stato di minima energia del Modello Standard e sia quindi metastabile. Nella prospettiva originale in cui SSB veniva indotto nel puro settore scalare, abbiamo invece cercato una descrizione alternativa che utilizzasse solo proprietà esatte della Φ 4 (transizione di fase di primo ordine

debole e “triviality” della teoria) + simulazioni su reticolo del propagatore scalare. In questo approccio, in cui non ci sono altri minimi, oltre una prima scala di massa definita dalla curvatura seconda del potenziale, che nel Modello Standard avrebbe il valore mh =125 GeV, ci si aspetta una seconda massa MH associata con l’energia di punto-zero che determina la profondità del minimo. Quest’ultima risulta indipendente dal cutoff ultravioletto e vale circa

(MH)Theor ≈ (8/9) π (246 GeV) ≈ 690 ± 10 (stat) ± 20 (sys) GeV

Con questo grande valore di MH, le altre energie di punto zero alla scala di Fermi (dai campi di gauge e dai fermioni) rappresenterebbero solo piccole correzioni. Più in generale, la sua esistenza, predetta in una teoria che ha il polo di Landau, implicherebbe che le interazioni di gauge e yukawa giocano un ruolo marginale per l’origine di SSB. Nonostante questa grande massa, però, la seconda risonanza dovrebbe avere una larghezza relativamente piccola, circa (ΓH)Theor ≈ 30÷40 GeV. Sarebbe anche prodotta a LHC principalmente via gluon-gluon fusion.

Indicazioni sperimentali nella regione di massa aspettata sono state riportate considerando
prima l’eccesso (+2.5 σ) nel canale dei 4-leptoni carichi di ATLAS per μ(4l) = 680(30) GeV.
Più recentemente ulteriori indicazioni riguardano: i) il bin successivo a 740(30) GeV del 4-leptoni di ATLAS che mostra un importante difetto di eventi (– 3.3 σ) interpretabile come l’interferenza negativa (M2 – s) con il fondo dopo il picco di Breit-Wigner ii) l’eccesso (+3.3 σ) nei γγ inclusivi osservato da ATLAS per massa invariante μ(γγ) ≈ 684(16) GeV iii) i piccoli eccessi, +1.2 e +1.6 σ rispettivamente, osservati da ATLAS e CMS nel processo X→h125h125→(bb+γγ) per masse invarianti finali 650(25) e 675(25) GeV e iv) l’eccesso (+3 σ) di eventi γγ osservati da CMS insieme a scattering p-p doppio diffrattivo per μ(γγ)= 650(40) GeV. Giacché la correlazione tra queste misure è piccola e, con una predizione teorica definita, deviazioni locali dal fondo non sono degradate dall’effetto “look-elsewhere”, l’evidenza statistica cumulata sta quindi diventando sostanziale. La questione potrà essere risolta con uno o due set di dati da RUN2 tuttora mancanti.

 

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