中國(guó)科大在首次發(fā)現(xiàn)希格斯玻色子衰變到雙繆子證據(jù)工作中做出重要貢獻(xiàn)
歐洲核子中心(CERN)于8月3日發(fā)布新聞,重點(diǎn)報(bào)道了在大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(LHC)上首次找到希格斯粒子衰變到雙繆子末態(tài)證據(jù)這一突破性進(jìn)展。LHC上的CMS與ATLAS實(shí)驗(yàn)獲得的信號(hào)探測(cè)顯著度分別是3s和2s;綜合兩者,探測(cè)到信號(hào)過(guò)程的證據(jù)確鑿無(wú)疑(>3s),這是首次對(duì)希格斯粒子與第二代費(fèi)米子耦合的直接探測(cè),是一個(gè)全新的有里程碑意義的結(jié)果。中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)ATLAS實(shí)驗(yàn)組在該項(xiàng)工作中做出了重要貢獻(xiàn)。 希格斯玻色子在描述微觀世界的粒子物理“標(biāo)準(zhǔn)模型”理論中扮演著舉足輕重的地位,基本粒子與希格斯場(chǎng)發(fā)生相互作用而獲得質(zhì)量。希格斯玻色子與物質(zhì)世界的本源以及宇宙早期演化息息相關(guān),因此一直是粒子物理學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)研究的核心之一。希格斯粒子的發(fā)現(xiàn)標(biāo)志著標(biāo)準(zhǔn)模型的成功與完備,但自然界中還有如暗物質(zhì)、中微子質(zhì)量,以及宇宙正反物質(zhì)不對(duì)稱性等重大問(wèn)題無(wú)法用標(biāo)準(zhǔn)模型解釋。因此,粒子物理學(xué)家仍孜孜不倦進(jìn)行前沿探索,希望打開通往更奧秘微觀世界的大門。其中一個(gè)重要方向是圍繞著希格斯粒子來(lái)展開的,旨在逐步揭示其本性及其與未知世界的聯(lián)系,目前研究重心是利用ATLAS與CMS實(shí)驗(yàn)記錄的獨(dú)一無(wú)二的數(shù)據(jù)來(lái)研究該粒子與其余基本粒子的耦合。希格斯粒子與矢量玻色子以及第三代費(fèi)米子中的陶輕子、頂夸克與底夸克的耦合相繼被發(fā)現(xiàn),測(cè)得的耦合強(qiáng)度與標(biāo)準(zhǔn)模型預(yù)言相符。對(duì)希格斯粒子與第一、二代費(fèi)米子耦合的測(cè)量由于強(qiáng)度弱以及背景噪聲大而非常困難;而在相關(guān)課題中,希格斯粒子與繆子的耦合測(cè)量最可期。 此次報(bào)道中的ATLAS結(jié)果由數(shù)家單位合作完成,其中ATLAS中國(guó)組的中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)、山東大學(xué)和清華大學(xué)系統(tǒng)性地參與了該項(xiàng)研究。ATLAS結(jié)果基于該實(shí)驗(yàn)采集的LHC所有13 TeV質(zhì)子—質(zhì)子對(duì)撞數(shù)據(jù),結(jié)果已投稿(文章1)。最新結(jié)果中采用的分析方法大多基于利用部分13 TeV數(shù)據(jù)而做的前期分析工作并加以發(fā)展。中國(guó)科大教授吳雨生與山東大學(xué)教授李海峰為此前文章(文章2)的共同聯(lián)系作者。 |