通过阿特拉斯实验 图2:满足数据中H→Zγ选择的事件的加权Zγ质量分布
在包含68%预期信号的Zγ质量窗口中，事件由预期信号和背景加权
蓝色实线表示拟合的信号加上背景模型，而虚线表示拟合的背景成分的模型
信用:阿特拉斯合作/欧洲核子研究中心 希格斯玻色子是由欧洲粒子物理研究所(CERN)的大型强子对撞机(LHC)的ATLAS和CMS合作团队于2012年通过其衰变为光子对、W玻色子和Z玻色子而发现的
从那以后，这些实验的物理学家通过研究希格斯玻色子不同的产生和衰变过程，对希格斯玻色子的性质有了深刻的了解
衰变为成对的τ轻子和底夸克，以及耦合到顶夸克
然而，问题仍然是希格斯玻色子是否也可能与未知的粒子或力相互作用
在发现八年后，阿特拉斯观测到了标准模型预测的所有希格斯玻色子衰变的近90%
希格斯玻色子的一种罕见衰变尚未被发现，那就是一个Z玻色子和一个光子(Zγ)
物理学家对这种衰变特别感兴趣，因为它经历了涉及重“虚拟”(可能是新的)粒子的过程，这可能会改变它的速率
阿特拉斯合作发布了搜索希格斯玻色子衰变为γ的新结果
这一结果使用了完整的LHC第二代数据集，分析的希格斯玻色子事件几乎是之前阿特拉斯结果的四倍
根据标准模型，0
15%的希格斯玻色子衰变为Zγ——这个速率相当于希格斯玻色子衰变为两个光子，这是发现通道之一
然而，与光子不同，Z玻色子几乎是瞬间衰变的，不能被直接观察到
相反，Z玻色子通过它们的衰变被重建成电子或μ子对
由于只有不到7%的Z玻色子以这种方式衰变，所以只能探测到万分之一的标准模型希格斯玻色子的微小预期信号
图1:候选希格斯玻色子衰变为一个光子和一个Z玻色子的事件显示，其中Z玻色子衰变为两个μ子(红色显示)
绿色矩形对应于电磁量热仪单元中的能量沉积，而黄色矩形对应于强子量热仪单元中的能量沉积
信用:阿特拉斯合作/欧洲核子研究中心 为了将希格斯玻色子事件从丰富的背景过程中分离出来，ATLAS物理学家对重构的Z玻色子和光子的质量分布进行了拟合
这种拟合通过利用信号的不同形状(窄峰值)和背景过程(平滑分布)，同时确定信号和背景事件的数量
为了提高搜索的灵敏度，物理学家将潜在的希格斯玻色子事件分为多个类别，每个类别都有不同的预期信号背景比
其中一个类别，希格斯玻色子是通过两个弱玻色子的相互作用与两个前向喷流一起产生的，使用多元判别式(或“增强决策树”)将其与其他希格斯玻色子产生模式区分开来
其他类别的特征是光子或希格斯玻色子候选者的动量，或者Z玻色子是否衰变为电子或μ子对
物理学家同时检查了所有这些类别，研究了选定事件中重构的Z玻色子和光子的质量分布，以寻找希格斯玻色子衰变为Zγ引起的过剩
图2显示了所有类别的Z-玻色子加光子的质量分布，拟合的结果是重叠的
一个信号产生大约是标准模型预期的两倍，相当于显著性为2
在数据中发现了2个标准偏差(5个需要声明观察值)
该结果允许ATLAS物理学家以95%的置信度排除生产率超过3
比标准模型预测的大6倍
需要更多的数据来研究希格斯玻色子衰变为γ
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