La production de jets dans les collisions de hadrons

Les collisions proton-proton haute énergie qui ont lieu au GCH créent des quarks et des gluons très énergétiques. Lorsque ces particules élémentaires s'éloignent du point de collision, elles émettent davantage de gluons qui peuvent se scinder en encore plus de quarks et de gluons. Cela donne un jet relativement étroit de particules.

Les mesures GCH sont souvent séparées en conteneurs avec un nombre particulier de jets de hadrons énergétiques. Une équipe financée par l'UE a étudié les effets du compartimentage des jets qui affecte la précision avec laquelle sont extraites des associations de particules modèles standard avec des bosons de Higgs. L'un des aspects les plus excitants des bosons de Higgs dans le modèle standard est que les associations avec les autres particules sont fixes. Tout écart par rapport à cette image pointe vers de nouveaux états physiques inconnus.

Dans le cadre du projet PRECISIONJETS4LHC (Precise predictions for Higgs and new physics signals with jets at the Large Hadron Collider), les physiciens ont utilisé la resommation pour améliorer la description des jets pour Higgs, exploitant les excellentes performances des détecteurs de GCH. La théorie Soft-collinear effective theory (SCET) offre un cadre efficace pour la resommation à des commandes supérieures.

Les fonctions de faisceau et de jet dans SCET décrivent le rayonnement initial et final. Les physiciens ont montré qu'ils pouvaient facilement être calculés à l'ordre suivant. À l'ordre suivant, ils ont reproduit la fonction de jet quark et ont calculé la fragmentation de la fonction de jet quark pour la première fois.

Les physiciens ont également amélioré la description de la sous-structure des jets à l'aide de la resommation et de la factorisation, plutôt qu'en se fiant simplement à des simulations Monte Carlo. Spécifiquement, les efforts couvraient l'angularité, la charge et la masse des jets; et les résultats ont été comparés aux mesures des détecteurs du GCH.

La production de jets hadroniques dans les collisions proton-proton est l'un des processus les plus basiques du GCH. Ils constituent une base de modèles standard importante pour de nombreux nouveaux processus physiques. Les résultats du projet contribueront à prendre en compte correctement les faisceaux et les jets centraux dans les futurs efforts pour mieux comprendre les états hadroniques finaux au GCH.