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ATLAS首次发现希格斯粒子最主要衰变过程

ATLAS首次发现希格斯粒子最主要衰变过程

  7月9日,在2018国际高能物理会议上,欧洲核子中心大型强子对撞机上的超环面仪器(ATLAS)实验公布了最新成果——ATLAS合作组首次发现了希格斯粒子的最主要衰变过程,即正反底夸克对衰变。中国科学家在此次实验中作出关键贡献。

  物理学家认为,希格斯玻色子赋予基本粒子以质量,并可以衰变成不同粒子,这也正是希格斯玻色子被称为“上帝粒子”的原因。之前科学家们已经观察到希格斯玻色子衰变成光子对、W玻色子对、Z玻色子和τ轻子对等过程。这些已经观察到的衰变虽有重要意义,但其只占希格斯玻色子衰变中的不到30%。希格斯玻色子衰变有58%是由希格斯玻色子衰变成一对底夸克,也是希格斯玻色子最频繁发生的衰变过程,观察到这一衰变过程将填补对希格斯粒子认知的一大空白,并将进一步证实解释夸克质量的希格斯机制。

  由于强子对撞机上胶子背景事例数是信号的1000万倍以上,所以该衰变道一直无法被实验观测确认。此次ATLAS实验联合了多个希格斯玻色子产生过程的分析结果,其中包括胶子融合过程、矢量玻色子融合过程、W/Z玻色子对伴随产生过程、顶夸克对伴随产生过程。在联合分析中,ATLAS实验利用统计方法综合了各个分析的结果,最终以5.4倍标准偏差的信号显著度首次发现正反底夸克对衰变的衰变道。

  记者从中科院高能物理所获悉,中国ATLAS组对此次衰变道的发现作出了关键贡献。其中该所副研究员梁志均带领团队主导了矢量玻色子融合过程与胶子融合过程的正反底夸克对衰变分析,被ATLAS合作组任命为该分析的负责人。团队成拼搏在线员梁拼搏在线志均、石辽珊、刘波、娄辛丑在该分析的信号触发设计、背景拟合与信号提取等方面作出主导贡献,并在ATLAS合作组中作了重要报告。

  (原载于《中国科学报》 2017-07-11 第1版 要闻)