Higgskoppeling

Higgskoppeling verwijst naar de interactie-sterkte tussen het Higgs-boson en andere elementaire deeltjes. In het Standaardmodel zorgt het Higgs-mechanisme ervoor dat veel fundamenten massa krijgen; de koppeling met het Higgs-veld is vastgelegd door de massa van het deeltje en door de waarde van de vacuum expectation value, v ≈ 246 GeV.

Voor fermionen is de koppeling evenredig met hun massa: de Yukawa-koppeling y_f is ≈ √2 m_f / v. Daardoor hebben zwaardere fermionen zoals de topquark de sterkste koppelingen, terwijl de koppeling aan lichte fermionen zoals de muon klein is.

De koppeling aan de W- en Z-bosonen is ook afhankelijk van hun massa: de hVV-koppelingen zijn proportioneel aan m_V^2 / v (V = W, Z). Daarnaast zijn de koppelingen aan fotonen en gluonen grotendeels lus-gedragen, waardoor h → γγ en h → gg processen ontstaan via loops, met belangrijke bijdragen van respectievelijk W-lussen en top-lussen.

Experiment en status: sinds de ontdekking van het Higgs-boson in 2012 bij een massa van ongeveer 125 GeV hebben de LHC-experimenten ATLAS en CMS de productie- en decays-kanalen gemeten en gekarakteriseerd. In het zogeheten κ-framework worden de koppelingen aangepast via factoren κ_i. De gecombineerde resultaten bevinden zich rondom de Sm-verwachting (κ_V ≈ 1, κ_f ≈ 1) en tonen geen significante afwijkingen; de onzekerheden variëren per kanaal en verbeteren met meer data.

Het begrip van higgs-koppelingen is cruciaal voor het begrijpen van de massa-generatie en voor het opsporen van nieuwe fysica buiten het Standaardmodel, zoals extra Higgs-velden, een composite Higgs of onzichtbare decay-kanalen.