我国科学家为发现希格斯粒子衰变到底夸克对的过程做出重要直接贡献

  • 2018-9-28 11:20:08
  • 来源:科技部平台中心
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科研设施与仪器前台前天

近日,欧洲核子研究中心宣布,工作于大型强子对撞机上的ATLAS实验发现了希格斯粒子衰变到底夸克对的过程,这是国际上首次观测到希格斯粒子衰变到底夸克对的过程,也是自2012年发现希格斯粒子以来大型强子对撞机实验取得的又一项重要物理成果。ATLAS实验中国组在这一重大成果中做出重要直接贡献。

 
理论计算表明,希格斯粒子衰变到底夸克对(H→bb)占希格斯粒子总衰变的约60%,是希格斯粒子最主要的衰变过程。寻找和测量H→bb过程,对于理解希格斯粒子与费米子相互作用,以及约束和测量希格斯粒子性质至关重要。然而从2012年发现希格斯粒子至今的数年内,H→bb过程一直未被实验观测到,其原因在于大型强子对撞机上含有底夸克对的本底噪声非常高,是信号的一千万倍。在如此巨大的本底噪声中找出信号是一项极具挑战性的任务。为此,ATLAS实验利用统计方法综合了多个希格斯玻色子产生过程的H→bb分析结果, 并在数据分析过程中广泛采用了多变量BDT方法以提高b夸克的鉴别效率、信噪比及信号探测灵敏度,使实验结果的信号显著性从刚开始不到0.5倍标准偏差逐步提高,最终以5.4倍标准偏差的信号显著度首次发现希格斯粒子衰变到底夸克对的过程。
 
ATLAS实验中国组(包括南京大学、山东大学、中国科学技术大学、中国科学院高能物理研究所、上海交通大学、清华大学)早在2011年就参与了H→bb研究,从事了H→bb多个分析道的数据分析以及联合统计分析工作,并担任了3个分析道的内部文稿撰稿人或负责人,多次代表H→bb分析团队在ATLAS合作组内做物理结果批准报告,为H→bb衰变道的发现做出了重要的直接贡献。
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