Tänk om Higgsbosonen inte är en elementarpartikel?

Projekttitel: Tänk om Higgsbosonen inte är en elementarpartikel?
Huvudsökande: Elin Bergeås Kuutmann, högenergifysik
Beviljade medel: 4 241 000 SEK för perioden 2026-2029

Av vad består världen? Varför har partiklar massa?

Dessa skenbart enkla frågor leder nästan genast till djupt komplexa och ofullständiga svar. Den acceleratorbaserade partikelfysiken strävar efter att besvara sådana frågor genom att undersöka resterna av partikelkollisioner vid höga energier. 2012 tillkännagavs upptäckten av en ny partikel, en Higgsboson, vid partikelacceleratorn LHC på CERN i Genève. Higgsbosonen förklarar varför andra elementarpartiklar har massa.

Mitt projekt handlar om att förstå Higgsbosonens inre egenskaper, genom att söka efter nya tunga partiklar, vektorlika kvarkar och genom att undersöka processer där Higgsbosonen växelverkar med andra Higgsbosoner och toppkvarkar, som är de tyngsta kända elementarpartiklarna.

Higgsbosonens egen massa är en gåta inom partikelfysiken, för partikeln borde inte vara så lätt som den är. Om Higgsbosonen inte är en elementarpartikel, utan sammansatt, skulle dess skenbart låga massa kunna förstås mycket enklare.

Inom projektet ska vi parallellt leta efter två processer: Å ena sidan vektorlika kvarkar som sönderfaller via nya hypotetiska partiklar till tunga topp- och botten-kvarkar, å andra sidan processer där två Higgsbosoner produceras tillsammans med två toppkvarkar. Projektet genomförs med data från ATLAS-detektorn vid LHC. Projektet utgör ett viktigt komplement till existerande sökningar efter vektorlika kvarkar och produktion av två Higgsbosoner på andra sätt.

Om en vektorlik kvark upptäcks, eller om processen där två Higgsbosoner och två toppkvarkar produceras oftare än partikelfysikens standardmodell förutsäger, skulle det kunna vara det första steget mot en djupare förståelse av Higgsbosonens natur. För tänk om Higgsbosonen inte är en elementarpartikel...