Higgs Bozonu Üretim Mekanizmaları (Higgs boson production mechanisms)

LHC'de, 125 GeV kütleye sahip bir Higgs bozonunun en yüksek dört kesit üretim mekanizması vardır.

Gluon füzyon: Çarpışan partiküller hadronlarsa (proton veya antiproton gibi), hadronla iki gluonun çarpışmasına benzer. Bir Higgs partikül üretiminde en basit yol iki gluonun, bir sanal kuarklar döngüsünde biraraya gelmesidir. Partiküllerin Higgs bozonda eşleşmesi kütleleriyle orantılı olduğundan, bu proses ağır partiküller için daha uygundur; örneğin, en ağır kuarklar olan ‘üst’ ve ‘alt’ kuarklar gibi (Şekil-1 a).

Zayıf bozon füzyon: İki anti-fermiyon çarpıştığında iki değiştokuşla, bir Higgs bozonu emitleyen, bir sanal W veya Z bozon oluşur. Çarpışan fermiyonların aynı tipte olması gerekmez; örneğin, bir ‘yukarı’ kuark bir anti-‘aşağı’ kuarkla bir Z bozonu değiştokuş edebilir (Şekil-1 b).

Higgs ışınım: Bir elementer fermiyon bir anti-fermiyonla (örneğin, bir kuark ve bir anti-kuark, veya bir elektron ve bir pozitron gibi) çarpıştığında, bir sanal W veya Z bozunu oluşturacak şekilde birleşir; bu partikül yeterli enerji taşıyorsa bir Higgs bozonu emitler, yani çıkarır (Şekil-1 c).

Üst füzyon (Top fusion): Gluon füzyonu ile Higgs üretimi, bir dizi kütle için baskın bir prosestir. Bu proses çarpışan iki gluon içerir, her biri ağır bir kuark-antikuark çiftine bozunur. Daha sonra, her bir çifti oluşturan bir kuark ve anti-kuark, bir Higgs partikülü oluşturmak üzere birleşebilir (Şekil-1 d).

Şekil-1: (a) Gluon füzyon, (b) Zayıf bozon füzyon, (c) Higgs ışınım, (d) Üst füzyon (top fusion)

Kütle enerji merkezinin √s bir fonksiyonu olarak 175 GeV kütleli bir Higgs bozonunun çeşitli üretim mekanizmalarının bir özeti Şekil-2’de görülmektedir.


Şekil-2: LHC (Large Hadron Collider)’de √s = 14 TeV kütle merkez değeri için Higgs üretimi


12 Kasım 2019


GERİ (Higgs bozonu)