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ATLAS实验希格斯粒子研究取得新成果,科大在其中作出重要贡献

( 2017-08-17 )

  近日,ATLAS实验发表了一项希格斯(Higgs)粒子研究的最新成果。在这一研究中, ATLAS实验利用在2015及2016年度收集的13TeV (世界上人工加速最高粒子对撞能量)的质子质子对撞数据,开展希格斯粒子衰变到双缪子末态的寻找,设定了三倍于标准模型预言的上限,较之前的研究结果,信号统计显著度提高了两倍以上。该项成果发表于Phys. Rev. Lett. 119, 051802 (2017),并入选编辑推荐文章(Editors' Suggestion)。

  2012年7月,位于瑞士与法国边界的大型强子对撞机(LHC)上的ATLAS和CMS实验分别发现了称为“上帝粒子”的希格斯玻色子,这是粒子物理发展中的一个里程碑,对解密基本粒子的质量起源以及电弱对称性自发破缺机制具有重要意义。以上发现均是在希格斯粒子到玻色子对的衰变末态中实现的,因此,寻找希格斯粒子到费米子的衰变模式,并测量希格斯粒子与费米子的Yukawa耦合,对于希格斯粒子性质的研究就显得格外重要,也成为ATLAS和CMS实验上的重要物理课题之一。希格斯粒子与第二代费米子的耦合尚未在实验上被观测到,而希格斯粒子到双谬子的衰变末态是寻找和研究这一耦合的重要渠道。

  核探测与核电子学国家重点实验室博士研究生刘彦麟同学,在美国密歇根大学教授、科大“大师讲席”客座教授周冰和我校赵政国院士的共同指导下,选取希格斯粒子衰变到双缪子末态的寻找作为博士论文课题,开展了相关的各方面物理分析工作,并且首次在该分析引入了多变量分析方法,极高提升了信号显著程度,为该研究工作作出了显著贡献。由于其突出贡献,刘彦麟同学受邀代表工作组在ATLAS合作组内做了该研究的总结报告,并且代表ATLAS合作组,在2016年美国物理学会年会上汇报了该研究的阶段性进展,在2017年的大型强子对撞机实验委员会会议(LHCC)上对该研究的结果进行了墙报展示。

  该项研究工作得到了基金委、科技部、中组部和中科院的支持。