Statistiek bij de ontdekking van het Higgsdeeltje. Frank Filthaut Radboud Universiteit Nijmegen & Nikhef

Vergelijkbare documenten
Massahysterie over het massamysterie. dr. Frank Filthaut Radboud Universiteit Nijmegen & Nikhef

Higgs en de Kosmos Niels Tuning (Nikhef) 31 oktober 2013

Higgs en de Kosmos Niels Tuning (Nikhef) Hoorn, 15 april 2014

In Pursuit of Lepton Flavour Violation. A search for the τ -> μγγ decay with ATLAS at s = 8 TeV. I. Angelozzi

Zoektocht naar het Higgs deeltje. De Large Hadron Collider in actie. Stan Bentvelsen

De zoektocht naar het Higgs boson. Ivo van Vulpen

ATLAS: Detector & Fysica. Robin van der Leeuw

Deeltjesfysica in vogelvlucht. Frank Filthaut Radboud Universiteit Nijmegen / Nikhef

Nieuwe resultaten van de zoektocht naar het Higgs deeltje in ATLAS

Measuring the Higgs Boson Mass Using Event-By-Event Uncertainties A. Castelli

Waarneming van een nieuw deeltje met massa 125 GeV

Werkstuk Natuurkunde Het Higgsboson

Spinning the Higgs. Spin and Parity Measurement of the Discovered Higgs-Like Boson in the H WW lνlν Decay Mode R.Z. Aben

De ontdekking van het Higgs boson. Ivo van Vulpen

Zoektocht naar de elementaire bouwstenen van de natuur

Het Standaardmodel. HOVO college Teylers 20 maart 2012 K.J.F.Gaemers

Wetenschappelijke Nascholing Deel 1: Van de alchemisten tot het Higgs-deeltje

Meesterklas Deeltjesfysica. Universiteit Antwerpen

Zoektocht naar de elementaire bouwstenen van de natuur. Resultaten uit 1 e jaar van de LHC. Ivo van Vulpen

LHCb Wat doen wij? Niels Tuning voor ET - 8 januari 2013

Symmetie en Symmetrie. in het Standaard Model

Wetenschappelijke Nascholing Deel 3: En wat met de overige 96%?

Wereld van het allergrootste

De large hadron collider: Hoe zien de eerste botsingen eruit? Ivo van Vulpen

Theory DutchBE (Belgium) De grote hadronen botsingsmachine (LHC) (10 punten)

De deeltjes die bestudeerd worden hebben relativistische snelheden, vaak zeer dicht bij de lichtsnelheid c. De interacties tussen deeltjes grijpen

Week-end van de wetenschap, Groningen, 6 oktober 2013 Ivo van Vulpen

28 augustus 2012, Introductiecollege 1e jaars studenten UvA. Het Higgs boson. Ivo van Vulpen (UvA/Nikhef)

Het mysterie van massa massa, ruimte en tijd

De Large Hadron Collider 2.0. Wouter Verkerke (NIKHEF)

Majorana Neutrino s en Donkere Materie

Higgs-deeltje. Peter Renaud Heideheeren. Inhoud

De magische wereld van het allerkleinste - gedeelde dromen & innovatie -

Kosmische straling: airshowers. J.W. van Holten NIKHEF, Amsterdam

Muons in early ATLAS data: from first collisions to W+ W- production Ottersbach, J.P.

Large Hadron Collider. Werkbladen. HiSPARC. 1 Inleiding. 2 Voorkennis. 3 Opgaven atoombouw. C.G.N. van Veen

Deel 1: in het Standaard Model bestaan er 3 generaties (flavours) neutrino s. dit werd met grote precisie bevestigd door de metingen bij de LEP

(a) Noem twee eigenschappen die quarks en leptonen met elkaar gemeen hebben.

de dynamica van melkwegstelsels te beschrijven; de versnelde uitdeining van het universum is een experimenteel gegeven maar de juiste aard en oorspron

Algemeen. Cosmic air showers J.M.C. Montanus. HiSPARC. 1 Kosmische deeltjes. 2 De energie van een deeltje

Deeltjes in Airshowers. N.G. Schultheiss

H2: Het standaardmodel

Elementaire Deeltjesfysica

Onder constituenten verstaat men de fundamentele fermionen: de quarks in het versnelde proton of anti-proton, t of de versnelde elektronen of

Een deels bestaande PowerPointpresentatie voor de cursus in de aandacht gebracht cq bewerkt door:

Deeltjes en velden. HOVO Cursus. Jo van den Brand 26 september

Wetenschappelijke Nascholing Deel 2: Spookdeeltjes: de mysterieuze neutrino s

Samenvatting Eerste meting van de fragmentatiebreukverhouding f s /f d met laagste orde hadronische vervallen bij 7 TeV pp botsingen

Kijk eens naar de de volgende figuren:

Massaresolutie van K 0 S en Λ in LHCb

Deeltjes en velden donderdag 3 oktober 2013 OPGAVEN WEEK 2

OP ZOEK NAAR HET HIGGS-DEELTJE

EEN ONTDEKKINGSREIS NAAR HET ALLERKLEINSTE EN ALLERGROOTSTE

Betekenis en Ontdekking van het Higgs-deeltje

MET dit hoofdstuk wil de auteur hulpvaardig een samenvatting geven voor

Sterren kijken op de bodem van de zee Aart Heijboer

Het Quantum Universum. Cygnus Gymnasium

Bezoek aan CERN met Vendelinus februari Vendelinus 10/03/18

Bachelorproject: Onderscheiden van signaal en achtergrond in de CMS-detector van LHC te CERN. Promotor: Jorgen D'Hondt. Academiejaar

Betekenis en Ontdekking van het Higgs-deeltje

ATLAS: s-werelds grootste microscoop. Frank Filthaut Radboud Universiteit Nijmegen / Nikhef

HOVO: Gravitatie en kosmologie OPGAVEN WEEK 1

Squark verval naar neutralino 1

Cursus deeltjesfysica

Kleinse Fles. Introductie String Zoologie Brane Worlds Zwarte Gaten

Hoe werken krachtdeeltjes

HET PROJECT LARGE HADRON COLLIDER

Het ongrijpbare Higgs-deeltje gegrepen

Start van de Large Hadron Collider te CERN

CERN, de LHC en Het Heelal. Aart Heijboer (CERN)

Samenvatting. Deeltjesfysica en het Standaard Model

Wordt echt spannend : in 2015 want dan gaat versneller in Gevene? CERN echt aan en gaat hij draaien op zijn ontwerp specificaties.

Schoolexamen Moderne Natuurkunde

(a) Noem twee eigenschappen die quarks en leptonen met elkaar gemeen hebben.

Een Lied over Bomen en Pinguïns

De LHC deeltjesversneller: waarom en hoe?

De wisselwerkingen tussen elementaire deeltjes worden experimenteel bestudeerd aan de hand van botsingen tussen deeltjes of het verval van deeltjes.

Vorig college: Geladen leptonen: e, μ, τ Neutrino s Pionen, vreemde deeltjes Hadronen: mesonen en baryonen Quarks: u, d, s Zware quarks: c, b, t

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN. Tentamen Stralingsfysica (3D100) d.d. 27 november 2003 van 09:00 12:00 uur

E p m. De voorspelling van antimaterie. Paul Dirac voorspelde het bestaan van het positron in 1928

Versnellers en Detectoren

Het Higgs-deeltje ontdekt. En wat dan?

Nederlandse Samenvatting

Samenvatting. Samenvatting 109

1 Wisselwerking en afscherming TS VRS-D/MR vj Mieke Blaauw

De LHC deeltjesversneller: waarom en hoe?

Nikhef Workshop. 3de-jaars bachelor NIKHEF/UvA. docenten: Dr. Ivo van Vulpen Dr. Auke-Pieter Colijn

Quantummechanica en Relativiteitsleer bij kosmische straling

De bouwstenen van het heelal Aart Heijboer

Air-showers, events en coïncidenties. Werkbladen. HiSPARC. 1 Inleiding. 2 Events. 2.1 De nauwkeurigheid van het meten van events. N.G.

Nieuwe Grenzen: de Large Hadron Collider (I)

Hands on Particle Physics Masterclasses

HiSPARC High-School Project on Astrophysics Research with Cosmics. Interactie van kosmische straling en aardatmosfeer

Fundamentele en menselijke interacties

Large Hadron Collider. Uitwerkingen. HiSPARC. 1 Inleiding. 2 Voorkennis. 3 Opgaven atoombouw. C.G.N. van Veen

Materie bouwstenen van het heelal FEW 2009

arxiv: v1 [hep-ph] 13 Dec 2014

Deeltjes binnen het standaardmodel. N.G. Schultheiss

Medische Toepassingen van pixel detectors. Jan Visser

Transcriptie:

Statistiek bij de ontdekking van het Higgsdeeltje Frank Filthaut Radboud Universiteit Nijmegen & Nikhef Nationale Wiskunde Dagen, 30-31 januari 2015

New York Times, 2008 2

Inhoud: Deeltjesfysica en het Higgsdeeltje Zoektocht naar het Higgsdeeltje En verder...

Voorbij het blote oog Antoni van Leeuwenhoek, 1632723: uitvinding van de microscoop ontdekking van de eerste bacteriën ( kleine beestjes ), 0.5-500 μm E. coli (grootte ~ 1 μm) Resolutie beperkt tot ~ λ grens bij zichtbaar licht: 0.5 μm verbetering to ~ 1Å mogelijk m.b.v. STM, AFM 4

Het atoom van binnen bekeken Idee: gebruik deeltjes om kleinere structuren te zien Rutherford (1911): verstrooiing van α-deeltjes ( 4 He-kernen, E α 3 MeV) aan een goudfolie quantummechanische vertaling: de Broglie-golflengte λ ~ h/p ~ fm constante van Planck impuls α-deeltjes (p m v) diffuse ladingsverdeling (Thomson) ladingsverdeling met atoomkern (Rutherford) 5

Zoektocht naar elementaire deeltjes... Rutherford, 1911 Friedman, Kendall, Taylor, 1968 6

en hun wisselwerkingen Standaardmodel?? Alle wisselwerkingen in het Standaardmodel beschreven m.b.v. ijktheorie en overgebracht door krachtdeeltjes U(1) Y SU(2) L SU(3) c 7

Elementaire deeltjes in het Standaardmodel Leptonen: deeltjes zonder sterke wisselwerking (alleen zwak, electromagnetisch) 3 families (en antideeltjes) 5-3 5-3 1,5 0,3 173 4,8 91 0 Quarks: voelen ook de sterke wisselwerking (en komen niet als vrije deeltjes voor maar alleen in gebonden toestanden: hadronen) 5-4 0,1 1,8 < -8 80 0 3 families (en antideeltjes) Krachtdeeltjes: foton (EM), gluonen (sterke wisselwerking), W/Z (zwakke wisselwerking) zwaar korte dracht ( 1fm = 5 m) Ontbrekend (tot 2012): het Higgsdeeltje 8 massa s in GeV/c 2 ~ mp

Massa uit interactie Waterstofatoom: bindingsenergie t.g.v. Coulomb-interactie mh mp + me - 13,6 ev/c 2 Proton: bijna alle massa t.g.v. interactie som van quarkmassa s: ~ MeV/c 2 mp Maar dit werkt niet bij elementaire deeltjes! 9

Quantum-velden Een veld : overal aanwezig voorbeeld van een klassiek veld: wateroppervlak aangeslagen toestand ( excitatie ): een golf bewegende golf, hoewel het wateroppervlak zelf niet beweegt! Quantum-velden: excitaties zijn deeltjes! voorbeeld: licht (het foton) is een excitatie van het elektromagnetische veld Deeltjes krijgen hun massa door hun interactie met het Higgs-veld!

Dramatis Personae Robert Brout François Englert Peter Higgs Theoretische artikelen uit 1964: bijna een halve eeuw oud! maar pas echt een belangrijk onderwerp na aantonen van de consistentie van het Standaardmodel ( t Hooft en Veltman, 1973) en de ontdekking van de W- en Z-deeltjes (1983/4) Nobelprijs in 2013 for the theoretical discovery of a mechanism that contributes to our understanding of the origin of mass of subatomic particles, and which recently was confirmed through the discovery of the predicted fundamental particle, by the ATLAS and CMS experiments at CERN's Large Hadron Collider 11

Technieken Het Higgsdeeltje leeft zeer kort (τ -22 s) dus hoe het te ontdekken? botsingen: converteer kinetische energie naar massa vervalsprocessen: reconstrueer de massa van het vervallende deeltje (als alle vervalsproducten gemeten worden) Entries / 1 MeV 12 1800 1600 1400 1200 00 800 600 400 200 0 Minimum Bias Stream, Data 2009 ( ATLAS Preliminary Λ Invariant Mass Gauss (+poly) fit µ = 1116.0 ± 0.1 (stat) MeV σ = 3.2 ± 0.1 (stat) MeV PDG (2009) m =1115.683 ± Λ 0.006 MeV m Λ s=900 GeV) Both tracks: p > 0 MeV, Si hits > 6 T cos(θ) > 0.8, flight distance > 0.2 mm Data Simulation (niet het Higgsdeeltje...) 80 10 1120 1140 1160 1180 1200 [MeV] - m p π

De Large Hadron Collider ATLAS CMS 27 km omtrek, 2 protonbundels met E = 4 TeV (v/c 0,9999997) 7 TeV hoge energie sterk magneetveld (tot 8,5 Tesla) superfluïde (T = 1,9 K) 13

De LHC: een succes! In 2 jaar meer botsingen dan in jaar bij de vorige versneller ] Delivered Luminosity [fb 35 30 25 20 15 5 ATLAS Online Luminosity 20 pp s = 7 TeV 2011 pp s = 7 TeV 2012 pp s = 8 TeV 0 Jan 14 Apr Jul Oct Month in Year

ATLAS: A Toroidal Lhc ApparatuS 15

Botsingen in de LHC/ATLAS 0 miljard protonen per pakketje van 20 μm dik, cm lang iedere 8 meter een pakketje Tot 40 miljoen foto s per seconde! ~ 0 miljoen pixels per foto 16

Detectie van deeltjes Behalve deeltjes die afzonderlijk te zien/meten zijn: neutrino s (schijnbare schending van behoud van impuls) hadron-jets (vele hadronen die min of meer in dezelfde richting bewegen) en meer specialistisch: τ-leptonen (zeer smalle hadron-jets) b-jets (afkomstig van b-quarks: lange levensduur van B-hadronen, τb 1,5 ps) 17

Herkennen van botsingen Reconstrueer zo goed mogelijk de impulsen van geladen en neutrale deeltjes aanwijzingen voor kort levende deeltjes en probeer zoveel mogelijk interessante deeltjes te herkennen (e ±, μ ±, γ,...) W e ν W μ ν 18

Interacties bij de LHC worden gedomineerd door de sterke interactie De uitdaging waarschijnlijkheid om Higgsbosonen te maken is ~ keer kleiner onderdrukken van achtergronden is de kunst ECM (TeV) 19

Maar 400 foto s per seconde kunnen bewaard worden iedere 25 ns een beslissing: voornamelijk e ±, μ ±, γ doe dit in meerdere stadia! gooi eerst de duidelijke rotzooi weg meer tijd om naar moeilijker gevallen te kijken Gespecialiseerde detectoren om deze beslissing snel te kunnen maken Trigger voorbeeld voor muonen: zoek naar trajecten die uit het interactiepunt gekomen kunnen zijn grofmazig (~ cm) maar ~ 7 associaties iedere 25 ns Hogere trigger-niveaus: gebruik van ~ 2000 PCs, uitgebreide netwerken 20

De hele interactie moet zo goed mogelijk gereconstrueerd worden patroonherkenning (met name voor reconstructie van trajecten van geladen deeltjes) selectie van de interessante interactie: tot 40 interacties per kruising van protonbundels Iteratief proces, ~ 5000 PCs Reconstructie gesimuleerde H ZZ μ + μ - μ + μ - interactie Z μμ kandidaat + 24 andere (oninteressante) interacties 21

Simulatie en analyse Gesimuleerde data: simulatie van zowel de proton-proton interactie zelf als van de respons van de detector essentieel voor het verkrijgen van concrete voorspellingen voor signaal / achtergrond in analyses shower van een elektron in de ATLAS calorimeter probleem: ~ 0 s / interactie, en aantallen interacties die vergelijkbaar zijn met de echte data (en voor sommige processen ordes van grootte meer!) Grid: veel meer rekenkracht (~ 5 CPUs voor ATLAS) dan op het CERN beschikbaar simulatie, reconstructie en data-analyse! Datasets zijn tot ~PBytes groot 22

Higgs-voorspellingen In het Standaardmodel van de deeltjesfysica: alleen de massa van het Higgsdeeltjes is onbekend voor gegeven massa zijn alle andere eigenschappen bekend! i.h.b.: het Higgsdeeltje koppelt het sterkst aan de zwaarste deeltjes Higgs BR + Total Uncert [%] 1-2 ττ cc bb γγ gg Zγ WW ZZ tt LHC HIGGS XS WG 2013-3 µµ productieprocessen -4 90 200 300 400 00 vervalskanalen M H [GeV] 23

Higgsverval naar twee fotonen g g t H t γ γ Events / 2 GeV 3500 3000 2500 2000 ATLAS Data Sig+Bkg Fit (m =126.5 GeV) H Bkg (4th order polynomial) 1500 00 500 s=7 TeV, Ldt=4.8fb s=8 TeV, Ldt=5.9fb H γγ Events - Bkg 200 0 0 00-200 0 1 120 130 140 150 160 [GeV] m γγ Goede energieresolutie is cruciaal! 24

Higgsverval naar twee Z-deeltjes g g t H Z Z l + l, l, l + Events/5 GeV 25 20 Data (*) Background ZZ Background Z+jets, tt Signal (m =125 GeV) H Syst.Unc. ATLAS (*) H ZZ 4l 15 s s = 7 TeV: Ldt = 4.8 fb = 8 TeV: Ldt = 5.8 fb Zeer zeldzaam iedere interactie telt! maak de selectie zo efficiënt mogelijk 5 0 0 150 200 250 [GeV] m 4l 25

Higgsverval naar twee W-deeltjes g g t H W + W l + ν l, l ν l, Events / GeV 140 Data SM (sys stat) 120 0 80 60 40 20 ATLAS s = 8 TeV, Ldt = 5.8 fb (*) H WW eνµν/µνeν + 0/1 jets 0 50 0 150 200 250 300 WW WZ/ZZ/Wγ t t Single Top Z+jets W+jets H [125 GeV] m T [GeV] Vele soorten achtergrond! gesimuleerd maar heeft ook controle met data nodig 26

Systematische onzekerheden g g t H W + W l + ν l l ν l, Vele onzekerheden die gemodelleerd moeten worden vóór het zien van het signaal: het meest tijdrovende gedeelte van veel data-analyses!, Begrip van het inbedden van de harde interactie in de proton-proton botsing als geheel (extra jets ; zachte effecten) verschillende programma s / parameters controle-gebieden in de data (lijken veel op maar met net andere eigenschappen dan het gezochte signaal) Begrip van de detector-respons (bijvoorbeeld ν!), extra proton-proton interacties en effecten van de datareconstructie metingen van respons voor diverse objecten in de data 27

Statistische analyse (1) Voorspelde achtergrond significant statistische analyse nodig. Algemene aanname: geen interferentie tussen signaal en achtergrond f (~x) =µf s (~x)+f b (~x) Likelihood gebaseerd op gebinde (H WW) dan wel ongebinde data (H ZZ, γγ) beschrijving m.b.v. gebinde data (Poisson statistiek), nuisance parameters L = Y P (n i µs i + b i ) L = Y P n i µs i ( )+b ~ i ( ~ Y ) G( j ) i i j Statistische analyse gebaseerd op profile likelihood ratio (µ) =L µ, ˆ~ (µ) /L ˆµ, ˆ~ noemer: globale maximum L; teller: nuisance parameters voor gegeven μ Test statistic voor ontdekking (uitsluiten μ=0): 2ln (0) ˆµ 0 q 0 0 ˆµ<0 28 μ<0 onfysisch; enkelzijdige test constraints

p-waarde voor gemeten q0: Statistische analyse (2) p = Z 1 q 0,obs f (q 0 0)dq 0 f(q0 μ ): verdeling van q voor werkelijke waarde μ Probleem: hoe f(q0 0) te schatten? gebruikelijke frequentistische manier: toy experiments statistische fluctuaties t.o.v. verwachtingen voor μ=0, θ (μ=0) conventie in deeltjesfysica: ontdekking van een nieuw deeltje / effect kan pas geclaimd worden bij een significantie van 5σ p-waarde 3-7 genereer ~ 7 toy experiments (met duizenden interacties / experiment)? 29

Statistische analyse (3) Resultaat van Wald: asymptotisch gedraagt λ(μ) zich als 2ln (µ) =(µ ˆµ) 2 / 2 μ normaal verdeeld rond werkelijke waarde μ, met breedte σ Laatste probleem: schatting σ. Truc: Asimov dataset genereer kunstmatige dataset met n i,a = µ 0 s i (ˆ~ (µ 0 )) + b i (ˆ~ (µ 0 )) zelfde asymptotische gedrag, dus (voor hypothese μ=0, μ uit fit aan data) 2ln A (0) = µ 02 / 2 uitgebreide verificatie dat de asymptotische benadering werkt dat de nuisance parameters zich netjes gedragen (Isaac Asimov, Franchise ) 30

Local p 0 De ontdekking! Massa a priori onbekend, dus moet in principe voor alle mogelijke massa s bekeken worden s = 7 TeV TeV (2011), (2011), Ldt Ldt = 1.2 4.9 4.8 4.8 fb fb ATLAS s = 8 TeV (2012), Ldt = 5.9 fb 1 1-2 -3 07/11 EPS Prel. -4 Observed Expected -5 12/11 CERN Prel. Observed -6 Expected -7 Spring 2012 PRD Observed -8 Expected -9 04/12 CERN Prel. PLB 07/12 Observed Observed 0 Expected Expected 1 115 120 125 130 135 140 145 150 m H [GeV] σ 2 σ 3 σ 4 σ 5 σ 6 σ De competitie 31

4 juli 2012 32

Huidige status (1) Ten tijde van de ontdekking werden alleen verschillende verschillende vervalskanalen afzonderlijk gezien hoe zit het met de productiemechanismes? ATLAS Prelim. m H = 125.5 GeV H γγ µ µ VBF+VH H ggf+tth +0.8 = 1.2-0.6 H ZZ* 4l µ µ VBF+VH ggf+tth +2.4 = 0.6-0.9 H WW* lνlν µ µ VBF+VH ggf+tth H ττ µ µ VBF+VH ggf+tth Combined µ µ VBF+VH ggf+tth +1.9 = 1.8.0 + = 1.7.2 +0.7 = 1.4-0.5 s = 7 TeV Ldt = 4.6-4.8 fb s = 8 TeV Ldt = 20.3 fb + 0.7-0.5 + 0.4-0.2 + 0.2-0.2 + 2.3-0.9 + 0.6-0.2 + 0.3-0.2 + 1.4-0.9 + 1.3-0.4 + 0.5-0.2 + 5.3-1.0 + - 0.6 + - 0.3 + 0.5-0.4 + 0.4-0.2 + 0.2-0.1 σ(stat.) sys inc. σ( theory ) σ(theory) γ γ Total uncertainty ± 1σ ± 2σ H f f H 0 1 2 3 4 5 / µ µ VBF+VH 2 σ 1 σ 1 σ 1 σ 2 σ 1 σ ggf+tth γ γ,zz*,ww*,τ τ VBF+VH µ V V 8 6 4 2 0-2 33 q q ( ) m H H Standard Model Best fit 68% CL V 95% CL = 125.5 GeV V t t H ATLAS V H Preliminary H sv= 7 TeV s = 8 TeV -2 0 1 2 3 4 5 6 t t H Ldt = 4.6-4.8 fb Ldt = 20.3 fb H γ γ H ZZ* 4l H WW* lνlν H τ τ µ γ γ,zz*,ww*,τ τ ggf+tth

Huidige status (2) De koppelingssterkte van het (lichtste) Higgsdeeltje in supersymmetrische modellen is in het algemeen anders dan in het Standaardmodel nog niet voldoende data om al deze koppelingssterktes afzonderlijk te meten, maar met redelijke aannames zijn al vergelijkingen te maken precisie van ~ % is nodig om echt interessant te worden! Ook: het Higgsdeeltje heeft andere meetbare quantummechanische eigenschappen spin en pariteit alle alternatieven dan verwacht zijn zo goed als uitgesloten 34 ATLAS Preliminary m H = 125.5 GeV Model: κ V, κ F p =% SM Model: λ FV, κ VV p =% SM ATLAS H γγ κf =0.99 +0.17 s = 8 TeV -0.15 Ldt = 20.7 fb H ZZ* 4l +0.14 λ =0.86 s = 7 TeV FV -0.12 Ldt = 4.6 fb s = 8 TeV Ldt = 20.7 fb Model: λ WZ, λ FZ, κ ZZ p =19% SM =0.94 +0.14 λwz -0.29 s = 8 TeV Ldt = 20.7 fb Model: λ du, λ 1 Vu, κ uu p =20% ) P alt SM ( J Model: λ lq, λ Vq, κ qq p =15% CL s -4 Model: κ g, κ -5 γ, B i,u p =18% SM +0.29 BR =-0.16 i.,u. -0.30-6 P - s = 7 TeV J = 0 Ldt = 4.6-4.8 fb H WW* eνµν/µνeν [.48,-0.99] [0.99,1.50] -2 κv =1.15 +0.08-0.08 [.24,-0.81] [0.78,1.15] SM Model: κ g, κ γ p =9% SM -3 λ du λ lq s = 8 TeV Ldt = 20.3 fb +0.15 κg=1.08-0.13 +0.15 κγ=1.19-0.12 J P = 1 + Data CL s expected P assuming J = 0 ± 1 σ -2 0 1 2 Total uncertainty ± 1σ ± 2σ P - P + J = 1 J = 2 m + BR i.,u. <0.41 @ 95% CL 2 σ 1 σ 2 σ 1 σ 2 σ 1 σ 2 σ 1 σ 2 σ 1 σ 1σ 2 σ 2σ 1 σ 2 σ 3σ 1 σ 2 σ 1 σ 4σ 2 σ 1 σ Parameter value

Huidige status (3) Supersymmetrie voorspelt het bestaan van meerdere Higgsdeeltjes 5 in het meest eenvoudige geval (MSSM); met het lichtste Higgsdeeltje ~ het ene Higgsdeeltje in het Standaardmodel De massa s en koppelingssterktes van de extra Higgsdeeltjes zijn gekoppeld aan de eigenschappen van het lichtste Higgsdeeltje, en hun eigenschappen hangen ook af van de minste parameters twee manieren om te zoeken: via de koppelingen van het bekende deeltje en direct tan β 9 8 7 6 5 4 3 2 1 ATLAS s= 7 TeV, s= 8 TeV, Preliminary Ldt = 4.6-4.8 fb Ldt = 20.3 fb Combined h γ γ, ZZ*, WW*, τ τ, bb Simplified MSSM [κ V, κ u, κ d ] Exp. 95% CL Obs. 95% CL 0 200 300 400 500 600 700 800 900 00 [GeV] m A 35 tanβ 2 40 30 20 4 3 2 ATLAS s=8 TeV, L dt = 19.5-20.3 fb max MSSM m h scenario, M = 1 TeV, h/h/a ττ m H =170 GeV m H =300 GeV m H =500 GeV SUSY 0 200 300 400 500 600 700 800 900 00 m H =700 GeV Obs 95% CL limit Exp 95% CL limit 1 σ 2 σ LEP 95% CL limit Obs 95% CL limit ± 1 σ theory m A = 130.2 GeV m h = 130 GeV m h = 128 GeV m h = 125 GeV m h = 122 GeV m h [GeV]

Vervolg Nog lang niet alle mogelijke processen zijn waargenomen veel werk voor volgende stadium van de LHC (bij hogere energie, te beginnen over enkele maanden) in het bijzonder: het Higgsdeeltje zou ook aan zichzelf moeten koppelen ultieme test bij een volgende versneller! De zoektocht naar andere (zwaardere) Higgsdeeltjes gaat door! en naar andere aanwijzingen in tegenspraak met het Standaardmodel 36