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ATLAS（左）和CMS（右）攜手探測(cè)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(duì)繆子。圖片來(lái)源：CERN官網(wǎng)

據(jù)歐洲核子研究中心（CERN）官網(wǎng)27日?qǐng)?bào)道，在近日舉行的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)物理學(xué)會(huì)議上，該機(jī)構(gòu)的超環(huán)面儀器實(shí)驗(yàn)（ATLAS）和緊湊繆子線圈實(shí)驗(yàn)（CMS）實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)攜手發(fā)布報(bào)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(gè)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(cè)的新粒子。

2012年，CERN的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（LHC）發(fā)現(xiàn)了希格斯玻色子，自此ATLAS和CMS團(tuán)隊(duì)一直在努力研究這種獨(dú)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(cè)，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(kuò)展理論則預(yù)測(cè)了不同的衰變率。因此，測(cè)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(jià)值的見(jiàn)解。

在一項(xiàng)最新研究中，ATLAS和CMS攜手，結(jié)合2015年至2018年LHC第二輪運(yùn)行期間兩個(gè)團(tuán)隊(duì)分別收集的數(shù)據(jù)集，并借助先進(jìn)的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)區(qū)分信號(hào)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(jì)顯著性為3.4個(gè)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(gè)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(guò)程類似于衰變?yōu)閮蓚€(gè)光子的過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，希格斯玻色子不會(huì)直接衰變?yōu)檫@些粒子對(duì)，會(huì)存在一個(gè)衰變?yōu)椤疤摂M”粒子的中間環(huán)節(jié)，這些“虛擬粒子”無(wú)法直接檢測(cè)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(tuán)隊(duì)表示，新粒子的存在可能會(huì)對(duì)罕見(jiàn)的希格斯衰變模式產(chǎn)生顯著影響，最新研究是對(duì)標(biāo)準(zhǔn)模型的有力測(cè)試。

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