ATLAS首次发现希格斯粒子主要衰变过程
科普小知识2022-07-26 20:37:21
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(记者倪思杰)7月9日，在2018国际高能物理会议上，欧洲核中心大型强子对撞机上的ATLAS实验宣布了最新成果——ATLAS合作团队首次发现了希格斯粒子最重要的衰变过程，即正负底夸克对的衰变。中国科学家在这项实验中做出了重要贡献。
物理学家认为希格斯玻色子赋予基本粒子质量，并能衰变为不同的粒子，这就是为什么希格斯玻色子被称为“上帝粒子”。科学家先前已经观察到希格斯玻色子衰变为光子对、W玻色子对、Z玻色子和τ轻子等效的过程。尽管这些观察到的衰变很重要，但它们只占希格斯玻色子衰变的不到30%。58%的希格斯玻色子衰变是从希格斯玻色子衰变到一对底部夸克，这也是希格斯玻色子最常见的衰变过程。对这一衰变过程的观察将填补希格斯玻色子理解的一大空白，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的数量是信号的1000多万倍，衰变通道无法通过实验观察得到证实。本ATLAS实验结合了几个希格斯玻色子产生过程的分析结果，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和顶夸克对伴随产生过程。在联合分析中，ATLAS实验采用统计方法综合各分析结果，最终首次发现正负底夸克衰变的衰变路径，其信号显著性为标准差的5.4倍。
记者从中国科学院高能物理研究所了解到，中国的ATLAS团队对衰变道的发现做出了重要贡献。该研究所的助理研究员梁志军带领该小组领导了矢量玻色子聚变过程和胶子聚变过程中正负底部夸克对的衰变分析，并被ATLAS合作小组任命为分析负责人。团队成员梁志军、师料山、刘波、楼新洲在信号触发设计分析、背景拟合、信号提取等方面做出了重要贡献，并在ATLAS合作团队中做了重要报告。
《中国科学新闻》(第一版集锦，2017年7月11日)