Con la corsa 3 del Large Hadron Collider (LHC) proprio dietro l'angolo, gli esperimenti LHC stanno ancora pubblicando nuovi risultati basati sui dati delle prove precedenti. Nonostante non siano state annunciate nuove scoperte, in un ristretto numero di analisi emergono piccole deviazioni dalle aspettative. Al livello attuale, queste deviazioni possono ancora essere attribuite a fluttuazioni casuali nei dati, ma indicano regioni che devono essere studiate da vicino una volta che arriva il nuovo flusso di collisioni. Di seguito sono riportati alcuni esempi pubblicati di recente dalla collaborazione del solenoide muonico compatto (CMS).

Nel 2017 CMS ha registrato uno spettacolare evento di collisione contenente quattro getti di particelle nello stato finale. La massa invariante di tutti e quattro i getti era di 8 TeV e i getti potevano essere divisi in due coppie con una massa invariante di 1,9 TeV ciascuna. Una tale configurazione potrebbe essere prodotta se una nuova particella con una massa di 8 TeV fosse creata nella collisione di fasci di protoni e successivamente decadesse in una coppia di - di nuovo, nuove - particelle, con masse di 1,9 TeV. In una nuova analisi pubblicata di recente da CMS, viene eseguita una ricerca di tali coppie di getti gemelli con masse invarianti corrispondenti per i dati raccolti fino alla fine dell'LHC Run 2. Sorprendentemente, è stato trovato un secondo evento con proprietà similmente sorprendenti, con un 4 -massa a getto di 8,6 TeV e masse a 2 getti di 2,15 TeV. Questi due eventi possono essere visti chiaramente nel grafico sottostante, dove gli eventi a 4 jet sono tracciati in funzione della massa a 2 jet e 4 jet.

Mentre quasi tutti gli eventi osservati con due coppie di getti sono prodotti da forti interazioni tra i fotoni in collisione, eventi con masse invarianti così elevate sono estremamente improbabili. La probabilità di vedere due eventi a queste masse senza che siano presenti nuovi fenomeni è dell'ordine di 1 su 20.000, corrispondente a un significato locale di 3,9σ. Anche se a prima vista può sembrare un segnale molto forte, dato che l'area delle masse analizzate è ampia, è importante considerare anche la significatività globale, che indica la probabilità di osservare un eccesso in qualsiasi punto della regione analizzata. Per i due eventi il ​​significato globale è solo 1.6σ.

Altre due ricerche di nuove particelle pesanti stanno segnalando piccoli eccessi nei dati. Nella ricerca di risonanze di massa elevata che decadono in una coppia di bosoni W (che poi decadono in leptoni) la deviazione più alta corrisponde a un'ipotesi segnale con una massa di 650 GeV, con significato locale a 3.8σ e significato globale di 2.6σ. Nella ricerca di particelle pesanti che decadono in una coppia di bosoni (WW, WZ o altre combinazioni, inclusi anche i bosoni di Higgs) che successivamente decadono in coppie di getti, i dati divergono dalle aspettative in due punti. L'ipotesi del segnale è un bosone W' con una massa di 2,1 o 2,9 TeV, decadente in una coppia WZ e il significato locale più alto è 3,6σ, con un significato globale di 2,3σ.

Un altro nuovo risultato proviene dalle ricerche alla ricerca di particelle extra di bosone di Higgs che decadono in coppie tau. Per una nuova particella con una massa di 100 GeV c'è un piccolo eccesso visto nei dati con 3.1σ significato locale e 2.7σ globale. È interessante notare che questo coincide con un eccesso simile visto da CMS in una precedente ricerca di risonanze di piccola massa nello stato finale di due fotoni. Un altro eccesso è visibile nell'intervallo di massa elevata, con la più grande deviazione dall'aspettativa osservata per una massa di 1,2 TeV con un significato locale (globale) di 2,8σ (2,4σ).

Lo stato finale della tau pair è stato utilizzato anche per cercare nuove ipotetiche particelle chiamate leptoquarks. Questo è di particolare interesse poiché i leptoquarks potrebbero potenzialmente spiegare le anomalie di sapore che sono state osservate dall'esperimento LHCb, quindi se le anomalie sono davvero una manifestazione di alcuni nuovi fenomeni, questo sarebbe un modo per guardare in modo indipendente questi fenomeni da una diversa angolazione . Finora non è stato riscontrato alcun eccesso da CMS, ma l'analisi sta appena iniziando a essere sensibile alla gamma di parametri dei leptoquark che potrebbero adattarsi alle anomalie del sapore, quindi sono necessari più dati per esplorare completamente l'ipotesi del leptoquark.

Il nuovo periodo di raccolta dei dati di LHC inizierà a luglio, a un'energia più elevata e con rivelatori significativamente aggiornati, promettendo un nuovo flusso di dati per la ricerca di nuovi fenomeni. + Esplora ulteriormente

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