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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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)模型的有力測試。

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