Pourquoi le collisionneur Tevatron pourrait-il exclure uniquement de grandes masses du boson de Higgs?

user121956

Pourquoi le collisionneur Tevatron pourrait-il exclure uniquement de grandes masses du boson de Higgs?


Je souhaite savoir pourquoi le collisionneur Tevatron n’a pu exclure que des masses élevées du boson de Higgs (

158175 geV/c2

). Les deux faits principaux que vous devez considérer sont que le Tevatron utilise des énergies de

2 TeV

dans le centre de masse et qu’il entre en collision des protons avec des antiprotons.

Réponses


 Comte Iblis

Un Higgs lourd est plus facile à détecter car il peut se désintégrer de manière à faciliter la détection, par exemple dans deux bosons W ou Z. Les processus d’arrière-plan qui conduisent à la même signature que ce que vous obtiendriez si un Higgs se désintégrait en deux W sont très faibles, vous n’avez donc pas besoin de produire autant de particules de Higgs pour le détecter. Mais à des masses inférieures, il n’y a pas de signaux aussi nets qui se démarquent bien au-dessus du bruit de fond, vous devez donc générer une énorme quantité de données pour pouvoir filtrer l’arrière-plan avant que le Higgs ne soit visible.

Pour mettre cela en perspective, considérons le débit de données brutes du Large Hadron Collider :

Les données brutes par événement sont d’environ un million d’octets (1 Mo), produites à un rythme d’environ 600 millions d’événements par seconde.

Ceci est ensuite filtré dans un processus en deux étapes:

Dans la première étape de la sélection, le nombre d’événements est filtré des 600 millions environ par seconde captés par les détecteurs à 100 000 par seconde envoyés pour la reconstruction numérique. Dans un deuxième temps, des algorithmes plus spécialisés traitent davantage les données, ne laissant que 100 ou 200 événements intéressants par seconde. Ces données brutes sont enregistrées sur des serveurs du centre de données du CERN à un débit d’environ 1,5 CD par seconde (environ 1050 mégaoctets par seconde). Les physiciens issus de collaborations mondiales travaillent en permanence pour améliorer les méthodes d’étalonnage des détecteurs et affiner les algorithmes de traitement pour détecter des événements toujours plus intéressants.

Pour s’assurer que cette énorme réduction de données ne biaise pas l’analyse basée sur les données filtrées, de nombreuses études ont été réalisées à l’avance où l’ensemble du processus a été simulé. Par exemple, si vous supposez un modèle basé sur une masse de Higgs, vous pouvez simuler à quoi ressembleraient les données brutes et à quoi ressembleraient les données filtrées. Une analyse statistique sur ces données filtrées simulées devrait alors conduire à la masse de Higgs qui a été utilisée comme entrée.

 

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