ICHEP 2016: ttH-аномалия пока держится

Рис. 1. Событие-кандидат в рождение комбинации топ-антитоп-хиггс с многолептонным каналом распада. Изображение с сайта indico.cern.ch

Несмотря на то что хиггсовский бозон выглядит в данных Большого адронного коллайдера очень стандартным, пара любопытных отклонений от Стандартной модели у него всё же обнаружилась по итогам сеанса Run 1. Одно из них — это аномально высокая вероятность рождения бозона Хиггса вместе с топ-антитоп-кварковой парой, или ttH-отклонение. Это один из редких каналов рождения бозона Хиггса, который, к тому же, довольно сложен для выделения (на рис. 1 показано событие с лептонами и семью адронными струями, прошедшее все стадии отбора). Физики вообще не рассчитывали его увидеть в данных Run 1, но, к своему удивлению, увидели.

По данным детектора CMS в сеансе Run 1, интенсивность хиггсовского сигнала — то есть измеренное сечение рождения по сравнению с предсказаниями Стандартной модели — составила (mu = 2.9^{+1.0}_{-0.9}), что на 2,1σ отличается от СМ (μ = 1). Аналогичный анализ ATLAS не прояснил ситуацию: там интенсивность оказалась μ = 1,7±0,8, что согласуется и со Стандартной моделью, и с данными CMS. По сумме двух экспериментов отклонение оставалось на уровне статистической значимости 2,3σ.

Сейчас, в рамках сеанса Run 2, коллайдер работает на энергии 13 ТэВ. Особенность этого процесса по сравнению с остальной хиггсовской физикой в том, что его сечение очень быстро растет с повышением энергии. При переходе с 8 на 13 ТэВ оно возрастает почти в 4 раза. Поэтому уже той статистики, которую детекторы накопили в этом году, может хватить для серьезного обновления статуса ttH-отклонения.

На проходящей сейчас конференции ICHEP 2016 обе коллаборации обновили свои результаты по процессу топ-антитоп-хиггс. ATLAS получил результат, близкий к собственному значению Run 1: μ = 1,8±0,7 (см. рис. 2).

Рис. 2. Интенсивность хиггсовского сигнала в канале рождения ttH по отношению к предсказаниям Стандартной модели по данным ATLAS. Первые три значения отвечают разным вариантам распада бозона Хиггса, четвертое значение — объединенный результат 2016 года, последняя точка — результат ATLAS Run 1. Изображение с сайта atlas.web.cern.ch

CMS несколько снизил свою оценку: μ = 2,0+0,8–0,7 в многолептонном канале распада и μ = 1,9+1,5–1,2 в двухфотонном канале. В целом отклонение слегка просело по сравнению с Run 1, так что ни о каком подтвержденном указании на Новую физику говорить пока не приходится. Более того, даже сам факт регистрации рождения бозона Хиггса в ttH-канале (то есть отличие μ от нуля), строго говоря, пока не может считаться достоверно подтвержденным. Тем не менее тот факт, что сигнал проступает и превышение вроде бы сохраняется, оставляет физикам некоторую надежду на обнаружение здесь в будущем чего-то нестандартного.