Higgs Boson: A Portal to New Physics

Akronim / šifra: PHOTOGUN4MICROBES / 7741955
NIO nosilac projekta: Univerzitet u Beogradu - Institut za nuklearne nauke „Vinča“
NIO učesnici projekta: PMF Univerzitet u Kragujevcu
Rukovodilac projekta: Ivanka Božović-Jelisavčić, naučni savetnik

Projekat finansira: Fond za nauku Republike Srbije
Program: IDEJE
Period realizacije: 2022 - 2025.

[sr] Higsov bozon predstavlja jedinstvenu česticu, fundamentalni skalar sa osobinom samosprezanja. U tom smislu Higsov bozon, kao i Higsov mehanizam, predstavlja fundamentalno drugačiji fenomen u odnosu na spontano narušenje simetrije npr. u fizici čvrstog stanja. Kako stoji u vezi sa mnogim otvorenim pitanjima u oblasti fizike čestica, uključujući i potencijalno narušenje CP simetrije u Higsovom sektoru, izučavanje Higsovog bozona predstavlja prioritet Evropske strategije za oblast fizike čestica iz 2020. godine (ESPP). Ova istraživanja će biti realizovana u takozvanim Higsovim fabrikama – budućim elektron-pozitronskim sudaračima visokih energija.
Ovaj projekat adresira pitanja fizike sa Higsovim bozonom u okviru budućih Higsovih fabrika i to CLIC i ILC - linearni sudaraci i CEPC - cirkularni sudarač. Fokus Projekta je na potpuno novoj temi narušenja CP simetrije (CPV) u Higsovom sektoru, u smislu tačnosti merenja ovog efekta u okviru budućih Higsovih fabrika. Projekat treba da pruži prvi rezultat u svetu koji se odnosi na statističku tačnost merenja CPV efekta u Higsovim interakcijama sa elektroslabim bozonima. Preformanse detektora i algoritama biće razmatrani u kontekstu ovog merenja, kao i drugih merenja u Higsovom sektoru poput merenja odnosa grananja, što je, takođe, ocenjeno u ESPP kao ’esecijalna aktivnost za fiziku čestica’. Takođe, u toku realizacije Projekta biće razvijen inovativni softver, zasnovan na metodama mašinskog učenja koje se koriste u merenjima u Higsovom sektoru u cilju razdvajanja signala od šuma, a koji će obezbeđivati predikcije u logistici na osnovu multivarijantne analize.
Obezbeđujući uvid u narušenje CP simetrije u Higsovom sektoru, kao i implikacije ovih merenja na realizaciju detektora za buduće Higsove fabrike, ovaj Projekat čini korak u razumevanju jedne od najvećih misterija prirode – odsustva antimaterije u opservabilnom Univerzumu.

[en] The Higgs boson not only enables generation of masses in the Standard Model, but it represents a unique particle with no analogy in Nature despite the fact that a phenomenon of spontaneous symmetry breaking occurs elsewhere. In the recently released Update of the European Strategy for Particle Physics, Higgs-factory future colliders are seen as the highest-priority in the field.
With this Project, we would like to address the Higgs physics at the future electron-positron colliders CEPC, ILC and CLIC, all foreseen to run as Higgs factories. The focus of the Project will be on a novel topic of CP violation in the Higgs sector at CLIC, ILC and CEPC, delivering World’s first results of Higgs factories’ capabilities to measure it. Along the way, measurement of the Higgs to electroweak bosons couplings at CEPC will be advanced in order to meaningfully compare capabilities of future circular e+e- colliders with the well understood linear machines. Specific requirements for future detectors at electron-positron colliders will be derived from the foreseen Higgs studies, which is again considered by the European Strategy as ‘the essential scientific activity for particle physics’. In addition, a concept of an innovative software tool will be delivered in the course of the Project. The innovation will be based on machine learning techniques heavily used in Higgs measurements, to be applied in industry for decision making in logistics.
With the innovative CP violation studies accompanied by detector R&D, the Project will deliver comprehensive insight into capabilities of future Higgs factories to address one of the Universe greatest mysteries - preponderance of matter over antimatter.