欧洲核子研究中心 厘米探测器
信用:欧洲核子研究中心 在第40届国际高能物理中心会议上，ATLAS和CMS实验宣布了新的结果，表明希格斯玻色子衰变为两个μ子
μ子是电子的重拷贝，电子是构成宇宙物质成分的基本粒子之一
虽然电子被归类为第一代粒子，但μ子属于第二代
希格斯玻色子衰变为μ子的物理过程是一种罕见的现象，因为5000个希格斯玻色子中只有一个衰变为μ子
这些新的结果对基础物理具有至关重要的意义，因为它们首次表明希格斯玻色子与第二代基本粒子相互作用
自2012年希格斯玻色子被发现以来，欧洲粒子物理研究所的物理学家一直在研究它，以探索这种非常特殊的粒子的特性
由大型强子对撞机中的质子碰撞产生的希格斯玻色子，几乎瞬间分解成其他粒子——被称为衰变
研究希格斯玻色子性质的主要方法之一是分析它如何衰变为各种基本粒子以及衰变速度
CMS用3σ获得了这种衰变的证据，这意味着从统计涨落中看到希格斯玻色子衰变为μ子对的几率不到700分之一
阿特拉斯的2西格玛结果意味着概率是40分之一
这两个结果的结合将大大提高3西格玛以上的重要性，并为希格斯玻色子衰变为两个μ子提供了强有力的证据
“CMS很自豪能对希格斯玻色子到μ子的衰变达到这种灵敏度，并展示了这一过程的第一个实验证据
“希格斯玻色子似乎也与第二代粒子相互作用，这与标准模型的预测一致，这一结果将根据我们预计在下一次运行中收集的数据进一步完善，”CMS实验的发言人罗伯托·卡林说
阿特拉斯探测器
信用:欧洲核子研究中心 希格斯玻色子是希格斯场的量子表现形式，它通过布鲁特-恩格尔特-希格斯机制为与之相互作用的基本粒子提供质量
通过测量希格斯玻色子衰变为不同粒子的速率，物理学家可以推断出它们与希格斯场相互作用的强度:给定粒子的衰变速率越高，它与场的相互作用就越强
到目前为止，ATLAS和CMS实验已经观察到希格斯玻色子衰变为不同类型的玻色子，如W和Z，以及更重的费米子，如τ轻子
2018年测量了与最重的夸克(顶部和底部)的相互作用
相比之下，μ子要轻得多，它们与希格斯场的相互作用也更弱
因此，希格斯玻色子和μ子之间的相互作用以前在LHC没有被发现
“希格斯玻色子衰变为第二代物质粒子的证据补充了非常成功的第二代希格斯物理项目
希格斯玻色子性质的测量已经达到了一个新的精确阶段，罕见的衰变模式也可以得到解决
这些成就依赖于大的LHC数据集、阿特拉斯探测器的卓越效率和性能以及新分析技术的使用，”阿特拉斯发言人卡尔·雅各布斯说
阿特拉斯μ子分光计 使这些研究更具挑战性的是，在LHC，对于每一个预测的希格斯玻色子衰变为两个μ子，都有成千上万个μ子对通过模拟预期实验信号的其他过程产生
希格斯玻色子衰变为μ子的特征信号是聚集在μ子对质量125 GeV附近的少量过剩事件，μ子对质量为希格斯玻色子的质量
将希格斯玻色子隔离到μ子对相互作用并不容易
为了做到这一点，两个实验都测量了希格斯玻色子衰变产生的μ子候选粒子的能量、动量和角度
此外，通过复杂的背景建模策略等方法和机器学习算法等其他先进技术，提高了分析的灵敏度
内容管理系统结合了四种独立的分析，每种分析都经过优化，将物理事件与特定希格斯玻色子产生模式的可能信号进行分类
阿特拉斯将他们的事件分为20类，针对特定的希格斯玻色子产生模式
到目前为止，这些结果与标准模型的预测一致，使用了从LHC第二次运行中收集的全部数据集
随着粒子加速器下一次运行需要记录更多的数据，以及高亮度LHC，阿特拉斯和合作管理系统预计将达到建立希格斯玻色子衰变为两个μ子的发现所需的灵敏度(5西格玛)，并将可能的物理理论限制在标准模型之外，这将影响希格斯玻色子的衰变模式
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