Sejak peluncuran Large Hadron Collider, para peneliti telah mempelajari Higgs boson dan mencari tanda-tanda fisika di luar model partikel elementer saat ini. Para ilmuwan yang bekerja dengan detektor ATLAS telah menggabungkan dua tujuan ini: analisis terbaru mereka tidak hanya memperdalam pemahaman kita tentang bagaimana Higgs boson berinteraksi satu sama lain tetapi juga memberikan batasan yang lebih kuat pada potensi fenomena “fisika baru”.
Large Hadron Collider (LHC) mencapai kesuksesan besar dengan ditemukannya Higgs boson, bagian terakhir dari Model Standar yang hilang dan kunci untuk memahami asal mula massa dalam partikel elementer. Namun, meskipun terdapat terobosan ini, para peneliti belum menemukan bukti fisika apa pun di luar Model Standar, yang telah menjadi sumber frustrasi yang berkelanjutan. Ilmuwan di CERN (Organisasi Eropa untuk Riset Nuklir) di Jenewa kini berupaya mengatasi hal ini dengan meningkatkan ketepatan pengukuran Higgs boson sambil secara aktif mencari tanda-tanda “fisika baru”.
ADVERTISEMENT
SCROLL TO RESUME CONTENT
Sebuah studi terbaru, yang dilakukan oleh tim eksperimen ATLAS CERN dan dipublikasikan di Jurnal Fisika Energi Tinggimencontohkan pendekatan ganda ini. Tim fokus mengamati peristiwa yang mengarah pada terciptanya dua boson Higgs, yang kemudian terurai menjadi beberapa partikel keluarga lepton, terutama elektron dan muon.
Menjelajahi Produksi Pasangan Higgs Boson
Memproduksi pasangan Higgs boson secara teori dimungkinkan dalam Model Standar, namun sangat jarang sehingga para ilmuwan belum mengamatinya dalam data yang ada. Namun, beberapa model teoretis di luar Model Standar menunjukkan bahwa pasangan Higgs boson dapat diproduksi lebih sering. Jika para ilmuwan dapat mengidentifikasi contoh produksi pasangan Higgs boson dengan data saat ini, hal ini akan mengkonfirmasi keberadaan kelas fenomena fisik baru yang sebelumnya tidak diketahui. Akibatnya, tim eksperimen ATLAS menjadikan proses langka ini sebagai fokus analisis mereka.
“Studi eksperimental tentang interaksi Higgs boson satu sama lain menghadapi masalah mendasar. Begini: dalam tumbukan proton di LHC, boson Higgs sangat jarang muncul sehingga sejauh ini tidak ada satu pun peristiwa produksi pasangan boson Higgs yang terdeteksi, yang pada pandangan pertama tampaknya mutlak diperlukan jika kita ingin melihat interaksi antara partikel-partikel ini. Lalu, bagaimana kita bisa mempelajari fenomena yang belum teramati?” tanya Dr. Bartlomiej Zabinski, fisikawan di Institut Fisika Akademi Ilmu Pengetahuan Polandia (IPJ PAN) yang mengoordinasikan tim internasional yang bertanggung jawab atas analisis ini.
Peran Pembelajaran Mesin dalam Fisika Partikel
Dalam Model Standar, prediksi yang semakin tepat dapat dibuat mengenai probabilitas berbagai proses yang diketahui. Alasan untuk menyarankan sifat tak terduga dari Higgs boson atau keberadaan fisika baru adalah perbedaan antara prediksi teoretis dan data aktual dari detektor LHC. Beroperasi hanya dalam kerangka Model Standar, para fisikawan dalam percobaan ATLAS mensimulasikan (bersama dengan latar belakang) sinyal yang akan muncul di detektor jika terjadi dua fenomena Higgs boson, dan kemudian menormalkan hasilnya sesuai dengan yang diharapkan. sejumlah data yang berasal dari detektornya. Langkah terakhir adalah membandingkan nilai yang diperoleh dengan nilai yang diperoleh dari observasi sebelumnya. Penggunaan pembelajaran mesin berdasarkan pohon keputusan membantu dalam pencarian proses langka ini.
“Analisis kami terhadap peristiwa produksi ganda Higgs boson dalam keadaan akhir dengan banyak lepton melengkapi penelitian yang telah dilakukan pada keadaan akhir lainnya. Sejauh ini, kami belum menemukan apa pun pada data detektor kami yang tidak sesuai dengan Model Standar. Namun, hasil ini tidak menutup kemungkinan adanya fenomena 'fisika baru', namun hanya menginformasikan kepada kita bahwa kemungkinan pengaruhnya terhadap produksi pasangan Higgs boson masih terlalu lemah untuk dilihat dalam data yang dikumpulkan sejauh ini,” simpulnya. Dr.
Prospek Masa Depan di LHC
Di tahun-tahun mendatang, LHC akan mengalami peningkatan besar-besaran. Intensitas berkas kemudian akan meningkat sepuluh kali lipat, menghasilkan peningkatan signifikan dalam jumlah tumbukan proton yang terekam. Keterbatasan yang ditimbulkan oleh analisis saat ini terhadap produksi dan parameter yang menggambarkan interaksi boson Higgs memungkinkan fisikawan berharap bahwa mungkin pada awal dekade berikutnya, peristiwa pertama produksi Higgs ganda dapat dipilih dari lebih banyak data dan untuk memverifikasi prediksi hari ini dalam pengamatan langsung terhadap fenomena tersebut.
Referensi: “Mencari produksi pasangan boson Higgs non-resonansi di keadaan akhir dengan lepton, taus, dan foton dalam tumbukan pp pada $$sqrt{s} $$ = 13 TeV dengan detektor ATLAS” oleh Kolaborasi ATLAS, G. Aad, E. Aakvaag, B. Abbott, S. Abdelhameed, K. Abeling, N. J. Abicht, SH Abidi, M. Aboelela, A. Aboulhorma, H. Abramowicz, H. Abreu, Y. Abulaiti, BS Acharya, A. Ackermann , C. Adam Bourdarios, L. Adamczyk, SV Addepalli, MJ Addison, J. Adelman, A. Adiguzel, T. Adye, AA Affolder, Y. Afik, MN Agaras, J. Agarwala, A. Aggarwal, C. Agheorghiesei, F. Ahmadov, W. S. Ahmed, S. Ahuja, Aktas, K. Al Khoury, GL Alberghi, J. Albert, P. Albicocco, GL Albouy, S. Alderweireldt, Z. Algren, M. Alhroob, B. Ali, HMJ Ali , S. Ali, SW Alibocus, M. Aliev, G. Alimonti, W. Alkakhi, C. Allaire, BMM Allbrooke, JF Allen, CA Allendes Flores, PP Allport, A Aloisio, F. Alonso, C. Alpigiani, ZMK Alsolami , M. Alvarez Estevez, A. Alvarez Fernandez, M. Alves Cardoso, M. G. Alviggi, M. Aly, Y. Amaral Coutinho, A. Ambler, C. Amelung, M. Amerl, C. G. Ames, D. Amidei, K. J. Amirie, SP Amor Dos Santos, K. R. Amos, S. An, V. Ananiev, C. Anastopoulos, T. Andeen, J. K. Anders, A. C. Anderson, S. Y. Andrean, A. Andreazza, . Annovi, C. Antel, E. Antipov, M. Antonelli, F. Anulli, M. Aoki, T. Aoki, M. A. Aparo, L. Aperio Bella, C. Appelt, A. Apyan, SJ Arbiol Val, C. Arcangeletti , ATH Arce, E.Arena, JF. Arguin, S.Argyropoulos, J.-H. Arling, O. Arnaez, H. Arnold, G. Artoni, H. Asada, K. Asai, S. Asai, NA Asbah, RA Ashby Pickering, K. Assamagan, R. Astalos, KSV Astrand, S. Atashi, RJ Atkin , M. Atkinson, H. Atmani, PA Atmasiddha, K. Augsten, S. Auricchio, AD Auriol, VA Austrup, G. Avolio, K. Axiotis, G. Azuelos, D. Babal, H. Bachacou, K. Bachas, A. Bachiu, F. Backman, A. Badea, TM Baer, P. Bagnaia, M. Bahmani, D. Bahner, K. Bai, JT Baines, L. Baines, OK Baker, E. Bakos, D. Bakshi Gupta, L. E. Balabram Filho, V. Balakrishnan, R. Balasubramanian, E. M. Baldin, P. Balek, E. Ballabene, F. Balli, L. M. Baltes, W. K. Balunas, J. Balz, I. Bamwidhi, E. Banas, M. Bandieramonte , A Bandyopadhyay, S. Bansal, L. Barak, M. Barakat, EL Barberio, D. Barberis, M. Barbero, M. Z. Barel, K. N. Barends, T. Barillari, MS. Barisit, T. Barklow, P. Baron, DA Baron Moreno, A. Baroncelli, G. Barone, AJ Barr, JD Barr, F. Barreiro, J. Barreiro Guimarães da Costa, U. Barron, MG Barros Teixeira, S. Barsov , F. Bartels, R. Bartoldus, AE Barton, P. Bartos, A. Basan, M. Baselga, A. Bassalat, MJ Basso, S. Bataju, R. Bate, RL Bates, S. Batlamous, B. Batool, M. Battaglia, D. Battulga, M. Bauce, M. Bauer, P. Bauer, LT Bazzano Hurrell, JB Beacham, T. Beau, JY Beaucamp, PH Beauchemin, P. Bechtle, HP Beck, K. Becker, AJ Beddall , VA Bednyakov, CP Bee, LJ Beemster, TA Beermann, M. Begalli, M. Begel, A. Behera, JK Behr, JF Beirer, F. Beisiegel, M. Belfkir, G. Bella, L. Bellagamba, A. Bellerive , P. Bellos, K. Beloborodov, D. Benchekroun, F. Bendebba, Y. Benhammou, KC Benkendorfer, L. Beresford, M. Beretta, E. Bergeaas Kuutmann, N. Berger, B. Bergmann, J. Beringer, G Bernardi, C. Bernius, F. O. Bernlochner, F. Bernon, A. Berrocal Guardia, T. Berry, P. Berta, A. Berthold, S. Bethke, A. Betti, A. J. Bevan, N. K. Bhalla, S. Bhatta, D. S. Bhattacharya , P. Bhattarai, KD Bhide, VS Bhopatkar, RM Bianchi, G. Bianco, O. Biebel, R. Bielski, M. Biglietti, CS Billingsley, M. Bindi, A. Bingul, C. Bini, A. Biondini, GA Bird, M. Birman, M. Biros, S. Biryukov, T. Bisanz, E. Bisceglie, JP Biswal, D. Biswas, I. Bloch, A. Blue, U. Blumenschein, J. Blumenthal, VS Bobrovnikov, M Boehler , B. Boehm, D. Bogavac, A.G. Bogdanchikov, C. Bohm, V. Boisvert, P. Bokan, T. Bold, M. Bomben, M. Bona, M. Boonekamp, CD Booth, A.G …. , R.Buket, A.Boveia, J.Boyd, D.Boye, I.R. Brau, JE Brau, R. Brener, L. Brenner, R. Brenner, S. Bressler, G. Brianti, D. Britton, D. Britzger, I. Brock, G. Brooijmans, EM Brooks, E. Brost, LM Brown , LE Bruce, TL Bruckler, PA Bruckman de Renstrom, B. Brüers, A. Bruni, G. Bruni, M. Bruschi, N. Bruscino, T. Buanes, Q. Buat, D. Buchin, AG Buckley, O. Bulekov , BA Bullard, S. Burdin, CD Burgard, AM Burger, B. Burghgrave, O. Burlayenko, J. Burleson, JTP Burr, JC Burzynski, EL Busch, V. Büscher, PJ Bussey, JM Butler, CM Buttar, JM Butterworth , W. Buttinger, CJ Buxo Vazquez, AR Buzykaev, …, S. Wada, C. Wagner, JM Wagner, W. Wagner, S. Wahdan, H. Wahlberg, M. Wakida, J. Walder, R. Walker, W Walkowiak, A Wall, E.J. Wallin, T. Wamorkar, A.Z. Wang, C. Wang, C. Wang, H. Wang, J. Wang, P. Wang, R. Wang, R. Wang, SM Wang, S. Wang , S. Wang, T. Wang, WT Wang, W. Wang, X. Wang, Warburton, RJ Ward, N. Warrack, S. Waterhouse, AT Watson, H. Watson, MF Watson, E. Watton, G. Watts , BM Waugh, JM Webb, C. Weber, HA Weber, MS Weber, SM Weber, C. Wei, Y. Wei, AR Weidberg, EJ Weik, J. Weingarten, C. Weiser, CJ Wells, T. Wenaus, B. Wendland, T. Wengler, NS Wenke, N. Wermes, M. Wessels, AM Wharton, A. S. White, A. White, M. J. White, D. Whiteson, L. Wickremasinghe, W. Wiedenmann, M. Wielers, C. Wiglesworth, D.J. Wilbern, H.G. Wilkens, J.J.H. Wilkinson, D.M. Williams, H.H. Williams, S. Williams, S. Willocq, BJ Wilson, PJ Windischhofer, F.I. Wobisch, T. Wojtkowski, Z. Wolffs, J. Wollrath, MW Wolter, H. Wolters, MC Wong, EL Woodward, SD Worm, BK Wosiek, KW Woźniak, S. Wozniewski, K. Wraight, C. Wu, M. Wu, M. Wu, SL Wu, X. Wu, Y. Wu, Z. Wu, J. Wuerzinger, TR Wyatt, BM Wynne, S. Xella, L. Xia, M., R. Xu, T. Xu, Y. Xu, Z. Yan, S. Yan, Z. Yan, H. J. Yang, H. T. Yang, S. Yang, T. Yang, X. Yang, X. Yang, Y. Yang, Y. Yang, Z. Yang, W.M. Yao, H. Ye, H. Ye, J. Ye, S. Ye, Younas, C.J.S. Young, C. Young, C. Yu, Y. Yu, J. Yuan, M. Yuan, R. Yuan, L. Yue , M. Zaazoua, B. Zabinski, E. Zaid, Z. K. Zak, T. Zakareishvili, S. Zambito, J. A. Zamora Saa, J. Zang, D. Zanzi, O. Zaplatilek, C. Zeitnitz, H. Zeng, J. C. Zeng , D. T. Zenger Jr, O. Zenin, T. Ženiš, S. Zenz, S Zerradi, D. Zerwas, M. Zhai, D. F. Zhang, J. Zhang, J. Zhang, K. Zhang, L. Zhang, L. Zhang , P. Zhang, R. Zhang, S. Zhang, S. Zhang, T. Zhang, Zhao, Z. Zhao, A. Zhemchugov, J. Zheng, K. Zheng, Y. Zhou, C. G. Zhu, J. Zhu, X. Zhu, Y. Zhu, Y. Zhu, K. Zoch, T.G. Zorbas, O. Zormpa, W. Zou dan L. Zwalinski, 21 Agustus 2024, Jurnal Fisika Energi Tinggi.
DOI: 10.1007/JHEP08(2024)164
Di pihak Polandia, penelitian ini dibiayai bersama oleh National Science Centre.
RakyatPos.ID Network
