Sinds het hervatten van de werking voor Run 2, de Large Hadron Collider (LHC) heeft ongeveer 20, 000 Higgs-bosonen per dag in zijn 13 TeV proton-protonbotsingen. Eind 2015 de gegevens verzameld door de ATLAS- en CMS-samenwerkingen waren al voldoende voor nieuwe waarnemingen van het Higgs-deeltje bij de nieuwe botsingsenergie. Nutsvoorzieningen, meer dan 36 hebben geregistreerd, 000 biljoen botsingen tussen 2015 en 2016, het ATLAS-experiment kan de eigenschappen van het Higgs-deeltje steeds nauwkeuriger meten.

Meten hoe het Higgs-deeltje wordt geproduceerd en hoe het vervalt, is een van de belangrijkste doelen van de LHC-experimenten. Grotere precisie in deze metingen stelt onderzoekers in staat om het begrip van de Higgs-sector van het standaardmodel te verfijnen, en ook nieuwe fenomenen buiten het standaardmodel beperken die de koppeling van de Higgs met de andere standaardmodeldeeltjes zouden wijzigen. Door het Higgs-deeltje te bestuderen vervalt tot fotonparen (H→γγ) en tot vier leptonen via tussenliggende Z-bosonen (H→ZZ*→4ℓ, waarbij de '*' aangeeft dat één Z-boson wordt geproduceerd uit zijn massaschil), het ATLAS-experiment kan de koppelingseigenschappen van het Higgs-deeltje met ongekende precisie meten.

Bij de LHC, het Higgs-deeltje wordt geproduceerd via processen met zeer verschillende snelheden:gluonfusie, vector-boson fusie, NS, ZH, en ttH. Om deze productiewijzen te onderzoeken, ATLAS heeft een reeks criteria geïntroduceerd om de Higgs-gebeurtenissen in te delen in de eindtoestanden H→γγ en H→ZZ*→4ℓ. De resultaten van dit onderzoek zijn weergegeven in figuren 1 en 2, waar de gemeten doorsnede, genormaliseerd naar de waarde voorspeld door het standaardmodel, wordt getoond.

Nu de LHC een steeds groter aantal Higgs-bosonen produceert, ATLAS is in staat geweest om de dwarsdoorsnede van elke productiemodus in verschillende faseruimten te meten, het instellen van een extra stresstest voor het Standaardmodel. Deze resultaten worden gebruikt om mogelijke wijzigingen van de Higgs-bosonkoppelingen te beperken ten opzichte van die voorspeld door het standaardmodel. Er is nog geen significante afwijking van de voorspelling waargenomen.

Het H→γγ-vervalkanaal wordt ook gebruikt om verschillende differentiële doorsneden te meten voor waarneembare objecten die gevoelig zijn voor de productie en het verval van Higgs-bosonen, waar een goede overeenkomst werd gevonden tussen de gegevens en de voorspellingen van het standaardmodel. Soortgelijke metingen zijn al uitgevoerd met H→ZZ*→4ℓ verval.

Door deze afzonderlijke metingen te combineren, kon ATLAS de experimentele gevoeligheid dichter bij de precisie van de voorspellingen van het standaardmodel brengen. De totale doorsnede van de productie van Higgs-bosonen wordt gemeten als 57,0 ^+6.0 _−5.9 ^+3.2 _−2.7 pb, waarbij de eerste onzekerheid statistisch is en de tweede van systematische oorsprong. Het resultaat komt overeen met de voorspelling van het standaardmodel van 55,6 ^+2.4 _−3.4 pb.

ATLAS zal de eigenschappen van het Higgs-boson blijven bestuderen voor de rest van Run 2, het isoleren van de zeldzame productiewijzen en het meten van de meer ongrijpbare eigenschappen. Het onthullen van deze geheimen zal het standaardmodel verder versterken, of inzicht geven in wat daarachter ligt.