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Redação do Site Inovação Tecnológica – 23/07/2025
Busca pelo decaimento do bson de Higgs para um bson Z e um fton em colises de 13,6 TeV com o detector ATLAS.
[Imagem: Atlas/Cern]
Decaimento do bson de Higgs
A Colaborao Atlas, a equipe responsvel por um dos quatro grandes detectores do LHC (Grande Colisor de Hdrons), anunciou ter alcanado resultados mais confiveis – embora no conclusivos – do decaimento do famoso bson de Higgs, ou partcula Deus, a partcula que se acredita dar massa a todas as demais.
Desde a descoberta do bson de Higgs, em 2012, os fsicos tm feito todos os esforos na explorao de suas propriedades, sobretudo porque ele apresenta uma energia (125 GeV) que est no limite de onde as teorias afirmam que ele deveria existir.
Os novos resultados envolvem dois decaimentos excepcionalmente raros do bson de Higgs, que devero indicar o quo prximo o comportamento real do bson se alinha com o Modelo Padro da fsica de partculas: O decaimento do bson de Higgs para um bson Z ou para um fton.
O primeiro processo envolve o decaimento do bson de Higgs em um par de mons (H→μμ). Apesar de sua escassez, ocorrendo apenas 1 vez em cada 5.000 decaimentos do Higgs, esse processo oferece a melhor oportunidade para estudar a interao do Higgs com frmions de segunda gerao, lanando luzes sobre a origem da massa em diferentes geraes.
O segundo processo investigado foi o decaimento do bson de Higgs em um bson Z e um fton (H→Zγ), onde o bson Z decai posteriormente em pares de eltrons ou mons. Esse decaimento raro especialmente intrigante, j que ocorre por meio de um “loop” intermedirio de partculas virtuais – se novas partculas contriburem para esse loop, o processo poder oferecer pistas de uma nova fsica, alm do Modelo Padro.
O resultado mais recente e mais significativo do LHC foi a medio da massa do bson W, que envolve novos fenmenos fsicos, como novas partculas ou interaes, ou mesmo uma “nova fsica“.
[Imagem: CMS/CERN]
Ainda longe da palavra final
Para aumentar a sensibilidade de suas buscas, os fsicos do ATLAS combinaram os trs primeiros anos de dados da Rodada-3 (coletados entre 2022 e 2024) com o conjunto completo de dados da Rodada-2 (de 2015 a 2018). Eles tambm desenvolveram um mtodo para modelar melhor os processos de fundo, categorizaram os eventos registrados pelos modos especficos de produo do Higgs e aprimoraram ainda mais suas tcnicas de seleo de eventos, para maximizar a probabilidade de detectar sinais genunos.
Na busca anterior por H→μ&mu,; utilizando o conjunto de dados completo da Rodada 2, a Colaborao ATLAS viu o primeiro indcio desse processo no nvel de 2 desvios-padro, ou 2 sigmas (so necessrios 5 sigmas para que um resultado seja aclamado como uma descoberta). O resultado comparvel do CMS, outro detector do LHC, atingiu uma significncia de 3 (2,5) desvios-padro.
Agora, com os conjuntos de dados combinados, a Colaborao encontrou indcios para um decaimento H→μμ com uma significncia de 3,4 desvios-padro – isso significa que a chance de o resultado ser uma flutuao estatstica inferior a uma em 3.000.
Quanto ao processo H→Zγ, uma anlise combinada anterior do ATLAS e do CMS, com dados da Rodada 2, chegou a 3,4 desvios-padro. Agora, o resultado combinado ficou em 2,5 desvios-padro sobre a hiptese de base apenas. Este resultado fornece a sensibilidade esperada mais rigorosa at o momento para medir a probabilidade de decaimento (“frao de ramificao”) do H→Zγ.
Bibliografia:
Artigo: Evidence for the dimuon decay of the Higgs boson in pp collisions with the ATLAS detector
Autores: ATLAS Collaboration
Revista: arXiv
DOI: 10.48550/arXiv.2507.03595
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