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ATLAS(左)和CMS(右)攜手探測到的希格斯玻色子衰變?yōu)閆玻色子和光子的候選事件,其中Z玻色子衰變成一對繆子。圖片來源:CERN官網(wǎng)
科技日報記者 劉霞
據(jù)歐洲核子研究中心(CERN)官網(wǎng)27日報道,在近日舉行的大型強子對撞機物理學(xué)會議上,該機構(gòu)的超環(huán)面儀器實驗(ATLAS)和緊湊繆子線圈實驗(CMS)實驗團隊攜手發(fā)布報告稱,他們找到了希格斯玻色子衰變?yōu)閆玻色子和光子的首個證據(jù),這種衰變有望提供間接證據(jù),證明存在超出粒子物理學(xué)標準模型預(yù)測的新粒子。
2012年,CERN的大型強子對撞機(LHC)發(fā)現(xiàn)了希格斯玻色子,自此ATLAS和CMS團隊一直在努力研究這種獨特粒子的性質(zhì),并試圖確定它產(chǎn)生和衰變?yōu)槠渌W拥牟煌绞健?/p>
粒子物理學(xué)標準模型預(yù)測,如果希格斯玻色子的質(zhì)量約為1250億電子伏特,其衰變?yōu)閆玻色子和光子的幾率約為0.15%,但一些擴展理論則預(yù)測了不同的衰變率。因此,測量衰變率有望為超出標準模型之外的物理學(xué)和希格斯玻色子的性質(zhì)提供有價值的見解。
在一項最新研究中,ATLAS和CMS攜手,結(jié)合2015年至2018年LHC第二輪運行期間兩個團隊分別收集的數(shù)據(jù)集,并借助先進的機器學(xué)習(xí)技術(shù)區(qū)分信號和背景事件,首次證明了希格斯玻色子可以衰變?yōu)閆玻色子和光子。該結(jié)果的統(tǒng)計顯著性為3.4個標準差,低于粒子物理學(xué)宣布某一研究為“發(fā)現(xiàn)”所需要的5個標準差。
研究人員解釋稱,希格斯玻色子衰變?yōu)閆玻色子和光子的過程類似于衰變?yōu)閮蓚€光子的過程。在這個過程中,希格斯玻色子不會直接衰變?yōu)檫@些粒子對,會存在一個衰變?yōu)椤疤摂M”粒子的中間環(huán)節(jié),這些“虛擬粒子”無法直接檢測到,可能包括尚未發(fā)現(xiàn)的與希格斯玻色子相互作用的新粒子。
CMS團隊表示,新粒子的存在可能會對罕見的希格斯衰變模式產(chǎn)生顯著影響,最新研究是對標準模型的有力測試。
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