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ATLAS（左）和CMS（右）攜手探測到的希格斯玻色子衰變為Z玻色子和光子的候選事件，其中Z玻色子衰變成一對繆子。圖片來源：CERN官網
科技日報記者 劉霞
據歐洲核子研究中心（CERN）官網27日報道，在近日舉行的大型強子對撞機物理學會議上，該機構的超環面儀器實驗（ATLAS）和緊湊繆子線圈實驗（CMS）實驗團隊攜手發布報告稱，他們找到了希格斯玻色子衰變為Z玻色子和光子的首個證據，這種衰變有望提供間接證據，證明存在超出粒子物理學標準模型預測的新粒子。
2012年，CERN的大型強子對撞機（LHC）發現了希格斯玻色子，自此ATLAS和CMS團隊一直在努力研究這種獨特粒子的性質，并試圖確定它產生和衰變為其他粒子的不同方式。
粒子物理學標準模型預測，如果希格斯玻色子的質量約為1250億電子伏特，其衰變為Z玻色子和光子的幾率約為0.15%，但一些擴展理論則預測了不同的衰變率。因此，測量衰變率有望為超出標準模型之外的物理學和希格斯玻色子的性質提供有價值的見解。
在一項最新研究中，ATLAS和CMS攜手，結合2015年至2018年LHC第二輪運行期間兩個團隊分別收集的數據集，并借助先進的機器學習技術區分信號和背景事件，首次證明了希格斯玻色子可以衰變為Z玻色子和光子。該結果的統計顯著性為3.4個標準差，低于粒子物理學宣布某一研究為“發現”所需要的5個標準差。
研究人員解釋稱，希格斯玻色子衰變為Z玻色子和光子的過程類似于衰變為兩個光子的過程。在這個過程中，希格斯玻色子不會直接衰變為這些粒子對，會存在一個衰變為“虛擬”粒子的中間環節，這些“虛擬粒子”無法直接檢測到，可能包括尚未發現的與希格斯玻色子相互作用的新粒子。
CMS團隊表示，新粒子的存在可能會對罕見的希格斯衰變模式產生顯著影響，最新研究是對標準模型的有力測試。
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