Il gruppo ATLAS Roma1 avanza la Fisica del Top lungo tre assi complementari: entanglement quantistico nelle coppie tt, produzione associata di un bosone di Higgs con un top singolo (tH) e studi di precisione della produzione tt in prossimità della soglia che mettono in evidenza effetti di QCD non relativistica.
Entanglement nella produzione di coppie di top
ATLAS ha osservato gli effetti di entanglement quantistico in eventi tt sfruttando i pattern di correlazione di spin — più marcati vicino alla soglia di produzione — e ricostruendo un “witness” di entanglement da osservabili angolari dileptonici. Il risultato dimostra che gli stati finali al collider possono contenere correlazioni non classiche anche alla massima scala di massa oggi accessibile.
Contributo Roma1: ricostruzione/calibrazione dei leptoni e selezione eventi, modellazione dello tt con correlazioni di spin, unfolding e sistematiche sugli osservabili angolari dei dileptoni, validazione di categorie potenziate vicino alla soglia.
Nature (2024): Observation of quantum entanglement with top quarks
tH (top singolo + Higgs)
Il processo tH sonda direttamente modulo e fase dell’accoppiamento Yukawa top–Higgs tramite l’interferenza tra i diagrammi con Yukawa e con l’accoppiamento W–Higgs. L’ultima ricerca ATLAS a 13 TeV (140 fb−1) considera molteplici decadimenti di Higgs (b\bar b, WW*, ZZ*, ττ) con un leptone dal top, usando discriminanti multivariati e regioni di segnale/controllo dedicate; riporta un eccesso osservato e pone limiti includendo lo scenario a segno invertito.
Contributo Roma1: disegno delle categorie e BDT, input sulle prestazioni di b-tagging e τ-ID, strategia di controllo dei fondi (single-top/tt), sistematiche di oggetto/calibrazione, interpretazione rispetto al segno dell’accoppiamento Yukawa del top.
ATLAS: Ricerca di tH a 13 TeV (140 fb−1)
La quasi-particella chiamata “toponium”
In prossimità del doppio della massa del top, interazioni non relativistiche possono incrementare transitoriamente il tasso di produzione tt. ATLAS misura un eccesso di sezione d’urto vicino alla soglia combinando spettri a basso mtt con categorie basate su angoli sensibili allo stato di spin sottostante ed esclude modelli che trascurano questi effetti. Questo regime di precisione connette i dati del collider alle previsioni NRQCD e affina i vincoli sulla dinamica QCD del top.
Contributo Roma1: selezioni e fit a basso mtt, modellazione con template ispirati alla NRQCD, validazione di categorie binate per angolo (in comune con l’entanglement) e cross-check rispetto a scelte alternative di MC/scale/PDF.
ATLAS-CONF-2025-008 · ATLAS Briefing · Comunicato stampa
