发现罕见事件,希格斯玻色子衰变成Z 玻色子/光子对

作者: Neil 分类: 1号站娱乐正版客户端 发布时间: 2020-06-25 18:34 ė 6没有评论

希格斯玻色子的发现让粒子学标准模型趋于完备,从2012 年至今,科学家陆续观察到一些重要衰变过程,然而还没观察到它们衰变成罕见的Z 玻色子/光子对(Zγ )——直到最近。这道衰变对物理学家来说特别有意义,因为当中可能涉及大量虚拟粒子(可能是新粒子)参与。希格斯玻色子(Higgs boson)于2012 年由大型强子对撞机(LHC)的超环面仪器(A Toroidal LHC ApparatuS,ATLAS)和紧凑缈子线圈(Compact Muon Solenoid,CMS)发现,可以分解成光子对、W 玻色子对和Z 玻色子对。由于它们的加入让标准模型更完善解释所有基本粒子间的作用,因此又被昵称为上帝粒子。

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这些年来,物理学家陆续从实验中研究到希格斯玻色子不同的产生与衰变过程,比如衰变成底夸克(bottom quark)、与最重的粒子顶夸克耦合等,但最大问题仍在于,希格斯玻色子是否也可能与未知粒子或力相互作用,迄今为止,ATLAS 观测到由标准模型所预测的希格斯玻色子衰变过程几乎占了9 成。其中物理学家特别在意Z 玻色子与光子对(Zγ)的罕见衰变,最近ATLAS 团队使用完整的LHC Run-2 数据集分析希格斯玻色子事件,宣布终于找到希格斯玻色子衰变到Zγ 对。

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根据标准模型,大约只有0.15% 希格斯玻色紫衰变成Zγ 对,速率与希格斯玻色子衰变成2 个光子相当,不同的是如此产生的Z 玻色子非常不稳定,几乎一生成就立即衰减,难以直接观察。虽然Z 玻色子有机会再次转换成电子对或介子对,但以这种方式衰减的Z 玻色子不到7%,大约10,000 个标准希格斯玻色子中只能探测到约1 个微小预期讯号。这些转换极为罕见,除非涉及标准模型以外的物理学,否则在大型强子对撞机(LHC)上不会观察到。

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