【儀表網 研發快訊】歐洲核子中心大型強子對撞機LHC上的ATLAS實驗組近期于Physical Review Letters雜志上發表了最新希格斯玻色子質量的測量結果[1]，測量精度達到了萬分之九。這是目前希格斯玻色子質量最精確的測量結果，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，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準模型中有著舉足輕重的地位。基本粒子通過與希格斯場相互作用而獲得質量。希格斯玻色子的質量是標準模型中的自由參數，必須由實驗測定。明確希格斯玻色子質量后，標準模型方可準確預測出希格斯玻色子的其他性質，并與實驗結果進行對比。因此不論是對于理論還是實驗研究，精確的希格斯玻色子的質量測量都是不可或缺的關鍵步驟。此外，希格斯玻色子的質量大小也與希格斯勢場的性質密切相關，對理解電弱真空穩定性等重大科學問題具有重要意義。
中國科大與英國牛津大學、意大利國家核物理研究所、中國科學院高能所等國內外先進單位合作，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的研究生張陽帆獨立完成了聯合測量(圖一)及系統誤差的分解檢驗(圖二)，并代表分析團隊向全體ATLAS合作組在合作組周會(ATLAS weekly)上報告測量結果。此外，楊洪洮特任教授擔任ATLAS實驗希格斯玻色子到光子工作組負責人(convener)，領導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：希格斯玻色子質量測量結果總結
圖2：希格斯玻色子質量測量系統誤差分解
中國科大ATLAS實驗組是趙政國院士領導下的一支具有相當規模和凝聚力的穩定團隊，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。中國科大組成員負責或參與探測器建造、運行維護及性能研究、觸發優化、末態重建性能的標定和廣泛的物理研究。在希格斯粒子的發現和性質研究，標準模型的精確檢驗和測量，以及超出標準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并得到ATLAS國際合作組高度評價的重要物理結果。
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)
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