中國科大在稀有雙玻色子散射研究中取得重要進展
歐洲核子中心大型強子對撞機LHC上的ATLAS實驗組近期于Nature Physics雜志上在線發(fā)表了關于首次觀測到稀有ZZ雙玻色子散射過程的論文[1],信號探測顯著度[*]是5.7σ。這次的發(fā)現(xiàn)是粒子物理標準模型電弱測量中的一個里程碑,對理解希格斯機制(電弱對稱性破缺機制)具有重要意義,獲得審稿人、國際同行的廣泛認可與報道。 希格斯玻色子在描述微觀世界的標準模型中扮演著舉足輕重的地位,基本粒子與希格斯場發(fā)生相互作用而獲得質量。2012年在ATLAS和CMS實驗上的發(fā)現(xiàn)打開了希格斯物理之門。深入研究希格斯機制可以通過直接測量希格斯產生與衰變過程,也可以通過測量涉及希格斯粒子的電弱物理過程,如雙玻色子散射。ZZ雙玻色子散射是其中最為稀有的過程,發(fā)現(xiàn)該過程對精確檢驗標準模型以及間接尋找新物理現(xiàn)象有重要意義,并標志著雙玻色子散射研究進入了新階段。 中國科大與山東大學,上海交通大學/李政道研究所,以及美國密歇根大學合作,在此次發(fā)現(xiàn)中扮演了核心角色。其中,我校吳雨生教授與山東大學李冰研究員(中國科大本科06級)擔任該物理分析的負責人,以及合作組文章通訊作者。在該工作中做出主要貢獻的我校博士生有陳婧(現(xiàn)上交博后),劉明依,王文驍,祝鶴齡,以及指導教師趙政國院士,劉建北教授。在該工作中,研究團隊利用機器學習大幅優(yōu)化信號探測靈敏度,細致驗證背景過程模擬準確度,積極應用最前沿理論計算,并利用統(tǒng)計方法結合不同衰變道,最終首次發(fā)現(xiàn)ZZ雙玻色子散射過程。圖一展示了該過程的一個代表性事例在探測器中的重建結果,圖二給出信號區(qū)域與控制區(qū)域中信號與本底過程的分布。 ![]() |