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Publicada porIgnacio Franco Gallego Modificado hace 7 años
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Entendiendo los resultados sobre el bosón de Higgs Alberto Gago Sección Física - PUCP
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De qué estamos hechos?
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Partículas elementales las Tres Familias de la Materia
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Fuerzas fundamentales Gravitación Fuerte fuerzas que no percibimos en la vida cotidiana Electromagnética Débil
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Fuerzas fundamentales Partículas +Interacciones = Modelo Estándar
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Mecanismo de Higgs-Kibble- Guralnik-Hagen-Englert-Brout El modelo estándar (ME) se construye bajo principios de simetría que exigen que todas las partículas tengan masa nula. Mecanismo de Higgs Peter Higgs Problema : los bosones mediadores de las fuerzas débil tienen masa ya que el alcance de estas fuerzas es finito.
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Mecanismo de Higgs
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Boson de Higgs
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Otra analogía
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Ruptura espontánea de simetría electrodébil partículas de masa nula partículas de masa no nula RES Intensidad del campo
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Modelo Estándar
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Interacciones del bosón de Higgs El Higgs no interacciona directamente ni con los gluones ni con los fotones La intensidad de la interacción del Higgs con las partículas es proporcional a la masa de estas. Interacciona más fuerte con partículas que tienen vida corta (t,W,Z). No interacciona con partículas sin masa de manera directa (fotones y gluones)
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Modos de decaimiento del Higgs
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Modos de producción del Higgs
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Producción y decaimiento Decaimiento Producción BR(H) = probabilidad de que el Higgs producido decaiga a través de un modo determinado Probabilidad de que a partir de una colisión proton-proton se produzca un Higgs 1pb = 1 picobarn = 10 -36 cm 2 =10 3 femtobarn
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Conversión Masa-Energía E=mc 2 A menor longitud de onda podemos observar objetos más pequeños. Física de Partículas Elementales =Física de Altas Energías Energía pequeña Energía grande Partículas se comportan como ondas A mayor energía, menor longitud de onda
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¿Cómo se estudia al Higgs ? Colisión de haces Detección: Energía Impetu-TrayectoriaCarga eléctricaTipo
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Luminosidad y número de Higgs El número de Higgs que se producirían en un modo específico de decaimiento y durante un tiempo dado es: Por ejemplo el número de Higgs de masa de 125 GeV que se producirían en el modo es: El Tevatron en 24 años ha colectado 12 fb -1 ! !
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LHC – Large Hadron Collider Campos Eléctricos aceleran las partículas Campos Magnéticos dan la trayectoria circular ATLAS ALICE CMSLHCb
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ATLAS 44 m 22 m 7000 tons
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ATLAS Un poco de cinemática relativista : Masa invariante de dos fotones Masa de Higgs Energía de los dos fotones ángulo entre ellos Vértice de producción
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ATLAS Señal de Higgs Energía# Eventos 7 TeV 79 8 TeV110
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ATLAS Probabilidad de que el background (ruido) explique los datos Máxima desviación del background Significancia local: 4.5 TeV - 3.3 TeV - 3.3 Significancia global: 3.6 Valor de p 0 para un masa M H dada
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ATLAS H ZZ 4 leptones
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ATLAS Datos - M H (GeV) - p 0 - significancia local 2011 125 0.011 2.3 2012 125.5 0.004 2.7 2011+2012 125 0.0003 3.4
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ATLAS M H (GeV) – significancia local – significancia global 126. 5 5.0 4.3
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ATLAS 1 2
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ATLAS – 10/09/2012 ATLAS – CONF – 2012 - 127 Compatibilidad con Higgs del ME. producción decaimiento
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CMS 15 m 22 m 12,500 tons
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CMS M H (GeV) – significancia local – signficancia global 125 4.1 3.2
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CMS M H (GeV) – significancia local – significancia global 125.6 3.2 3.1
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No se puede reconstruir energía directamente en el estado final CMS No se puede reconstruir la masa del Higgs. Valor esperado sin Higgs
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CMS Los valores observados son consistentes con los esperados sin Higgs
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CMS
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CMS-resultados combinados Canal – significancia local bb 0.4 5.0 WW 5.1 WW bb 5.0 @ 125.5 GeV
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CMS Compatibilidad con Higgs MS Medida de la masa
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ATLAS – 10/09/2012 Adicionalmente se ha asumido diferentes factores de escala para los distintos acoplamientos buscando desviaciones del MS, e.g. : Correlación k v versus k F El ME predice k v =k F =1
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