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E o Higgs, hein?

sexta-feira, 22 jul 2011; \29\UTC\UTC\k 29 Deixe um comentário Go to comments

Hoje os quatro grandes experimentos apresentaram seus resultados de procuras pelo Higgs na EPS-HEP. A maioria dos resultados são gráficos de exclusão. Então, para os apressados, um resumo com o que cada experimento procurou e não achou (95% CLs):

Agora, com um pouquinho mais de detalhes.

Atlas

Esse é o gráfico mais interessante apresentado, apesar de não ter sido o experimento que mais excluiu. Na região entre [100,200]\, GeV o Atlas exclui a região entre [155, 190]\, GeV a 95%CL usando o método de CLs. Eu acho que eles pararam de bater o pé pelo método de PCL. Apesar da palestra ter sido dada pelo Cranmer, que é um dos pais dessa idéia, só tem um slide no backup usando PCL. Na minha opinião é uma pena, já que o argumento estatístico de PCL é mais sólido e claro. Mas também concordo que o melhor, mesmo que o método de CLs seja confuso, é que todos os experimentos usem o mesmo tipo de análise estatística.

O gráfico é interessante porque o Atlas excluiu muito menos do que os cálculos mostravam que eles seriam capazes de excluir, na hipótese de que o Higgs não existe. Você pode entender facilmente a causa observando no gráfico que eles observaram mais sinal do que 2\sigma do background numa ampla faixa entre [130, 155]\, GeV. O canal com maior peso na exclusão, em qualquer um dos 4 experimentos, é o H\rightarrow W^+W^-. Por isso que a exclusão mais forte é em torno de 2M_W, justamente onde a seção de choque desse processo estaria no centro da ressonância. E é justamente nesse processo que esse excesso é observado.

Outros dois canais importantes, H\rightarrow ZZ e H\rightarrow \gamma\gamma, terminam modulando um pouco o excesso. O gráfico abaixo mostra o valor-p para cada hipótese de massa (NB: Tem um comentário estranho no slide sobre uma modificação da estatística teste para valores negativos. Mas como é apenas uma pequena nota, eu não entendi muito bem o que fizeram, de forma que apenas confio no que eles calcularam para flutuações positivas. E, vai, é o que importa certo?)

Tem dois pontos estranhos. Tem um evento em 140\, GeV no canal pp\rightarrow H\rightarrow ZZ\rightarrow 4\ell que concorda exatamente com a evidência que um Higgs do Modelo Padrão deveria ter nessa massa. Mas acho que ninguém vai abrir a champagne com 1 evento. Há também um excesso estranho em torno de 125\, GeV no canal pp\rightarrow H\rightarrow \gamma\gamma. Mas nesse caso, a evidência seria maior do que inclusive o esperado pelo Modelo Padrão, então isso tem que ser tomado com toda desconfiança. Veja que próximo a ele tem uma região com falta de eventos… isso para mim tem cara de que eles não entendem bem a resolução do calorímetro deles. Mas, claro, isso é apenas um chute desconfiado.

O canal ZZ também é o principal para procuras em massas além de 200\, GeV e o Atlas observa uma excesso em 250\, GeV com valor-p de 0.08 (mas, por favor, vamos todos aqui ser bons leitores do livro do Jaynes e nos lembramos de como não interpretar erradamente o que o valor-p significa, ok?), tal como é esperado para um Higgs do Modelo Padrão com essa massa. Foram aproximadamente 3 eventos acima do background que geraram essa distribuição:

Agora vamos ver os menos interessantes.

CMS

(Edit (07/22/11 – 19:00 EDT): Os slides estão disponíveis, finalmente! Comentários em breve.)

Não sei se o leak de duas semanas atrás traumatizou essa colaboração, mas até agora, mesmo já tendo passadas horas e horas da apresentação, nem os slides nem o artigo estão disponíveis ao público. Eu não entendo o que está acontecendo e é um pouco decepcionante. A única coisa que eles divulgaram foi uma pequena nota na página deles com esse gráfico de exclusão:

Esse é o gráfico com maior exclusão e notem que o mesmo excesso é observado, embora eles não dêem maiores informações. O artigo dos canais ZZ e \gamma\gamma pode ser encontrados aqui:

Search for a Standard Model Higgs boson produced in the decay channel 4l

e aqui:

Search for a Higgs boson decaying into two photons in the CMS detector

Mas nenhuma estrutura salta aos olhos.

Tevatron (CDF e D0)

É provável que a combinação entre os dois experimentos D0 e CDF já esteja feita, mas eles apresentaram seus resultados separadamente.

Apesar do acréscimo de dados fazer a curva se aproximar da seção de choque do modelo padrão, é óbvio que os experimentos estão no limite da sua capacidade. As procuras no CDF e no D0 ainda tem uma pequena vantagem em hipóteses de massa muito pequenas, próximas à exclusão do LEP. Mas isso será por pouco tempo. Eu deixo para o leitor interpretar, mas não é difícil concluir que o Tevatron a partir de agora terá muito pouco ou quase nada a dizer sobre o Higgs.

Categorias:Ars Physica
  1. segunda-feira, 25 jul 2011; \30\UTC\UTC\k 30 às 12:45:08 EST

    O mais esclarecedor talvez seja este gráfico:

    http://vixra.files.wordpress.com/2011/07/higgssector6.jpg?w=450&h=330

    Que mostra como sendo a única região razoavel para encontrar o Higgs a janela entre 114 e 137 GeV.

    • segunda-feira, 25 jul 2011; \30\UTC\UTC\k 30 às 12:52:44 EST

      137? Esse gráfico é exatamente igual ao que eu coloquei aqui no blog, mas visto mais de longe e com medidas de precisão do modelo padrão, que eu já falei em outro post. O limite, posto pela procura do CMS, é 149 mais ou menos.

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