據(jù)歐洲核子研究中心發(fā)布文章：歐洲核子研究中心大型強子對撞機ATLAS和CMS合作建立了希格斯玻色子罕見衰變?yōu)閆玻色子和光子的第一個證據(jù)。

希格斯粒子，由物理學(xué)家們使用高能量的質(zhì)子束撞擊產(chǎn)生，被認為是一種形塑了世界萬物的粒子，故而被贊譽為“上帝粒子”。作為一種基本粒子，希格斯粒子被認為是解釋質(zhì)量的物理學(xué)標準模型中的組成部分之一。

2012年，歐洲核子研究中心大型強子對撞機發(fā)現(xiàn)了希格斯玻色子，這標志著粒子物理學(xué)的一個重要里程碑。從那個時候起，ATLAS和CMS的合作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>

希格斯粒子的衰變是指從一個狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一個狀態(tài)時釋放出能量的過程，通過衰變產(chǎn)生的末態(tài)粒子可以探測并證實其存在性。在標準模型中，希格斯粒子的衰變可以通過多種不同的方式發(fā)生，包括衰變成兩個光子，衰變成兩個帶電輕子（例如電子或其它粒子），以及衰變成兩個帶中性的重子。關(guān)于它們之間的對應(yīng)質(zhì)量和衰變的概率，標準模型和希格斯粒子理論所預(yù)測的是一致的。這些實驗結(jié)果被認為是強有力的希格斯粒子衰變的證據(jù)。

近期舉行的大型強子對撞機物理學(xué)會議上，ATLAS和CMS報告了他們?nèi)绾握业较８袼共Ｉ铀プ優(yōu)閆玻色子和光子的罕見過程的第一個證據(jù)。據(jù)介紹，Z玻色子是弱力的電中性載體，光子是電磁力的載體。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。而在這個過程中，希格斯玻色子不會直接衰變?yōu)檫@些粒子對。相反，衰變是通過“虛擬”粒子的中間“循環(huán)”進行的，這些虛擬粒子可能包括尚未發(fā)現(xiàn)的與希格斯玻色子相互作用的新粒子。

利用大型強子對撞機質(zhì)子-質(zhì)子碰撞的數(shù)據(jù)，ATLAS和CMS獨立地對希格斯玻色子衰變成Z玻色子和光子進行了廣泛的搜索。兩次搜索都使用了類似的策略，通過Z玻色子衰變成成對電子或μ子——較重的電子版本——來識別Z玻色子。在搜索過程中，與希格斯玻色子衰變信號相關(guān)的碰撞事件將被識別為一個窄峰，在事件的平滑背景上，在衰變產(chǎn)物的組合質(zhì)量分布中。研究人員還使用先進的機器學(xué)習(xí)技術(shù)進一步區(qū)分信號和背景事件?，F(xiàn)在，ATLAS和CMS聯(lián)手最大限度地提高他們的搜索結(jié)果，而合作則顯著提高了統(tǒng)計精度和搜索范圍。

“每個粒子都與希格斯玻色子有著特殊的關(guān)系，這使得尋找稀有的希格斯衰變成為重中之重?！盇TLAS物理協(xié)調(diào)員Pamela Ferrari說：通過對ATLAS和CMS各自結(jié)果的精心組合，我們朝著解開希格斯玻色子的又一個謎團邁出了一步?！?/p>