2024 : la recherche de nouvelle physique continue avec CMS

2024 : la recherche de nouvelle physique continue avec CMS

Le groupe CMS de l’IP2I a récemment finalisé quatre analyses portant sur les 138 fb-1 de données collectées lors des collisions à √s = 13 TeV du Run 2 du LHC entre 2016 et 2018. Leurs résultats ont donné lieu à quatre articles soumis pour publication par la collaboration CMS.
Ces résultats, s’ils n’ont pas pu encore mettre en évidence de phénomènes physiques au-delà du modèle standard, en ont repoussé les limites. La quête de bosons de Higgs additionnels continue à basse masse [1] ou en association avec un boson de Higgs standard [2], afin de comprendre comment la masse des particules est apparue lors du Big Bang et d’expliquer comment l’antimatière a disparu par la suite.
De nouveaux quarks vectoriels [3] sont aussi recherchés, dont l’existence permettrait de solutionner le problème dit de « hiérarchie », d’après lequel les corrections quantiques à la masse du boson de Higgs divergent aux hautes échelles d’énergie.
Une investigation de la validité de la relativité restreinte [4] a enfin été menée avec les quarks top, atteignant une précision jusqu’à 100 fois meilleure qu’au Tevatron.

Les équipes d’analyse s’attaquent désormais aux données du Run 3 à √s = 13,6 TeV afin de répondre aux questions laissées en suspens après le Run 2. Le groupe CMS de l’IP2I a par ailleurs effectué la coordination du papier qui décrit la configuration de CMS pour le Run 3 [5].

[1] Search for a standard model-like Higgs boson in the mass range between 70 and 110 GeV in the diphoton final state in proton-proton collisions at √s=13 TeV arXiv:2405.18149, soumis à Physics Letters B. Voir aussi le briefing en anglais https://cms.cern/news/what-if-there-was-second-and-lighter-higgs-boson (Contact Suzanne Gascon-Shotkin)

[2] Search for a new resonance decaying into two spin-0 bosons in a final state with two photons and two bottom quarks in proton-proton collisions at √s = 13 TeV, JHEP 05 (2024) 316 et Searches for Higgs boson production through decays of heavy resonances, arXiv:2403.16926, soumis à Physics Report (Contact : Maxime Gouzevich et Elise Jourd’huy)

[3] Search for production of a single vector-like quark decaying to tH or tZ in the all-hadronic final state in pp collisions at √s = 13 TeV, arXiv:2405.05071, soumis à Physical Review D. (Contact : Stéphanie Beauceron)

[4] Searches for violation of Lorentz invariance in tt¯ production using dilepton events in proton-proton collisions at √s = 13 TeV, https://arxiv.org/abs/2405.14757, soumis à Physics Letters B. (Contact : Nicolas Chanon)

[5] Development of the CMS detector for the CERN LHC Run 3, https://arxiv.org/abs/2309.05466, JINST 19 (2024) P05064 (Contact : Gaëlle Boudoul)