En el momento del anuncio del descubrimiento (julio de 2012), ¿aproximadamente cuántos bosones de Higgs se habían creado en el LHC?

Cerca de 250,000. Aquí le mostramos cómo obtener este número:

1. Desde el LHC TWiki, puede encontrar la luminosidad integrada total de las colisiones de pp en el LHC:
(tomado de https://twiki.cern.ch/twiki/bin/…). Esta no es la única fuente de bosones de Higgs en el LHC: también hay fuertes colisiones de iones, pero las estoy ignorando. La luminosidad total entregada es [math] 12.6 \ mathrm {fb} ^ {- 1} [/ math].

2. También en el LHC TWiki, puede encontrar los últimos cálculos de la sección transversal de Higgs:
(tomado de https://twiki.cern.ch/twiki/bin/…). Estamos interesados ​​en la sección transversal en [math] M_H \ approx 125 \ mathrm {GeV} [/ math]. Esto puede observarse tan cerca de [math] \ sigma \ approx 20 \ mathrm {pb} [/ math]. Mirando las tablas en esa página, eso está bastante cerca.

Poner estos juntos da
[matemáticas]
N \ aproximadamente 12.6 \ mathrm {fb} ^ {- 1} \ times 20 \ mathrm {pb} \ aproximadamente 2.5 \ times 10 ^ {5} \ aproximadamente 250,000.
[/matemáticas]

Mirando las presentaciones del 4 de julio de 2012 sobre la última actualización en la búsqueda del bosón de Higgs, tanto ATLAS como CMS tuvieron su propio descubrimiento, ambos contenían crucialmente cierta cantidad de datos de colisiones de 7 TeV y 8 TeV.

ATLAS cotizó 5.6 / fb entregado a 7 TeV , y 6.6 / fb a 8 TeV .

CMS informa que el LHC entregó 6.1 / fb a 7 TeV LumiPublicResults 6.6 / fb a 8 TeV antes del 4 de julio de 2012.

Supongamos también que las colisiones en ALICE y LHCb son tan pocas que no importan para el total de LHC.

Ahora, la sección transversal para producir un bosón de Higgs con 125 GeV de masa es bastante diferente dependiendo de la energía de las colisiones.

Según las mejores predicciones del Grupo de trabajo de la sección transversal del LHC Higgs, este total:

  • 17.5 pb a 7 TeV . CERNYellowReportPageAt7TeV
  • 22.3 pb a 8 TeV . CERNYellowReportPageAt8TeV

De lo cual podemos deducir que cuando se cerraron los libros para las presentaciones del 4 de julio de 2012, hubo aproximadamente:

  • ~ 245’100 bosones de Higgs producidos en ATLAS , y otro
  • ~ 253’900 bosones de Higgs producidos en CMS .

Para un total de casi medio millón de bosones de Higgs producidos en el LHC .

Y ahora que llegamos aquí, es importante tener en cuenta que los descubrimientos no se basan en todos los bosones de Higgs producidos , porque:

  • No podemos analizar todos los modos de descomposición y producción de Higgs, ya que algunos de ellos son demasiado similares a procesos mucho más comunes y poco interesantes.
  • No podemos analizar todas las colisiones (la presentación de ATLAS estima una eficiencia del 90% entre las colisiones entregadas por el LHC y las colisiones disponibles para el análisis).
  • Nuestros detectores no son perfectos, tienen pequeños agujeros e ineficiencias tales que algunas descomposiciones de bosones de Higgs no pueden detectarse, ni siquiera en principio.

Entonces, es un negocio difícil.

La nueva partícula apareció como ligeras desviaciones en el número esperado de productos de descomposición de un enorme número de colisiones. Supongo que alguien podría estimar cuántos Higgs era originalmente. Supongo que decenas de miles.

More Interesting

¿Se ha usado alguna vez la teoría del campo de cuerda para predecir las interacciones de partículas en el LHC que se han observado?

¿Cómo presentarías quark a alguien que sabe cosas básicas de física?

Cromodinámica cuántica: ¿cuáles son las posibilidades de que existan realmente las bolas de pegamento?

¿El giro de una partícula tiene mucho que ver con su interacción con el campo higgs?

En el nivel cuántico, ¿podría considerarse la gravedad como un conjunto de fuerzas diminutas sobrantes de un equilibrio normal de partículas?

¿Cuánta energía se libera cuando un protón y un antiprotón se aniquilan?

¿Por qué podemos saber dónde está una partícula o hacia dónde va pero no ambas al mismo tiempo?

¿Existe una conexión entre buscar la partícula más pequeña y buscar el tamaño del universo en términos de hasta dónde podemos llegar?

¿Cómo podemos demostrar que las fuerzas nucleares son las más fuertes de todas?

¿Qué son los fotones? ¿Pueden estar en reposo?

¿Durante cuánto tiempo los componentes ópticos siguen generando fotones después de que se apagan eléctricamente?

¿Las partículas en un entorno normal conservan sus propiedades cuánticas o la decoherencia las destruye?

Hacen antipartículas se mueven hacia atrás en el tiempo?

Supongamos que tengo dos esferas metálicas idénticas, una está cargada negativamente con un electrón y la otra es neutra. Cuando se tocan, ¿a dónde iría el electrón? ¿Cuáles serían los cargos de las esferas?

Enredo cuántico: ¿se pueden enredar 2 partículas y utilizarlas como transistor (interruptor) actualmente?