【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】歐洲核子中心大型強(qiáng)子對撞機(jī)LHC上的ATLAS實(shí)驗(yàn)組近期于Physical Review Letters雜志上發(fā)表了最新希格斯玻色子質(zhì)量的測量結(jié)果[1]，測量精度達(dá)到了萬分之九。這是目前希格斯玻色子質(zhì)量最精確的測量結(jié)果，對理解希格斯機(jī)制(電弱對稱性破缺機(jī)制)具有重要意義，獲得審稿人、國際同行的廣泛認(rèn)可與報道，并被選為PRL編輯推薦(Editors’Suggestion)。
 

　　希格斯玻色子在描述微觀世界的標(biāo)準(zhǔn)模型中有著舉足輕重的地位?；玖Ｗ油ㄟ^與希格斯場相互作用而獲得質(zhì)量。希格斯玻色子的質(zhì)量是標(biāo)準(zhǔn)模型中的自由參數(shù)，必須由實(shí)驗(yàn)測定。明確希格斯玻色子質(zhì)量后，標(biāo)準(zhǔn)模型方可準(zhǔn)確預(yù)測出希格斯玻色子的其他性質(zhì)，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比。因此不論是對于理論還是實(shí)驗(yàn)研究，精確的希格斯玻色子的質(zhì)量測量都是不可或缺的關(guān)鍵步驟。此外，希格斯玻色子的質(zhì)量大小也與希格斯勢場的性質(zhì)密切相關(guān)，對理解電弱真空穩(wěn)定性等重大科學(xué)問題具有重要意義。
 

　　中國科大與英國牛津大學(xué)、意大利國家核物理研究所、中國科學(xué)院高能所等國內(nèi)外先進(jìn)單位合作，在此次測量中扮演了重要角色。我校趙政國院士與楊洪洮特任教授指導(dǎo)的研究生張陽帆獨(dú)立完成了聯(lián)合測量(圖一)及系統(tǒng)誤差的分解檢驗(yàn)(圖二)，并代表分析團(tuán)隊向全體ATLAS合作組在合作組周會(ATLAS weekly)上報告測量結(jié)果。此外，楊洪洮特任教授擔(dān)任ATLAS實(shí)驗(yàn)希格斯玻色子到光子工作組負(fù)責(zé)人(convener)，領(lǐng)導(dǎo)工作組完成了輸入測量中最精確的雙光子道(H→γγ)的測量工作[2]。
 

圖一：希格斯玻色子質(zhì)量測量結(jié)果總結(jié)
 

圖2：希格斯玻色子質(zhì)量測量系統(tǒng)誤差分解
 

　　中國科大ATLAS實(shí)驗(yàn)組是趙政國院士領(lǐng)導(dǎo)下的一支具有相當(dāng)規(guī)模和凝聚力的穩(wěn)定團(tuán)隊，目前包括11名教授、副教授，2名特任副研究員，3名博士后，近30名博士和碩士研究生。中國科大組成員負(fù)責(zé)或參與探測器建造、運(yùn)行維護(hù)及性能研究、觸發(fā)優(yōu)化、末態(tài)重建性能的標(biāo)定和廣泛的物理研究。在希格斯粒子的發(fā)現(xiàn)和性質(zhì)研究，標(biāo)準(zhǔn)模型的精確檢驗(yàn)和測量，以及超出標(biāo)準(zhǔn)模型的新物理的直接尋找的物理研究中，取得了多個以中國科大組為主導(dǎo)并得到ATLAS國際合作組高度評價的重要物理結(jié)果。
 

　　參考：
 

　　[1]ATLAS Collaboration, Combined Measurement of the Higgs Boson Mass from the H→γγ and H→ZZ*→4?Decay Channels with the ATLAS Detector Using √s = 7, 8, and 13 TeV pp Collision Data, Phys. Rev. Lett. 131 (2023) 251802, https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.131.251802
 

　　[2] ATLAS Collaboration, Measurement of the Higgs boson mass with H→γγ decays in 140 fb-1 of √s = 13 TeV pp collisions with the ATLAS detector, Phys. Lett. B 847 (2023) 138315, https://doi.org/10.1016/j.physletb.2023.138315
 

　　(近代物理系、科研部)