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ATLAS（左）和CMS（右）携手探测到的希格斯玻色子衰变为Z玻色子和光子的候选事件，其中Z玻色子衰变成一对缪子。图片来源：CERN官网
科技日报记者 刘霞
据欧洲核子研究中心（CERN）官网27日报道，在近日举行的大型强子对撞机物理学会议上，该机构的超环面仪器实验（ATLAS）和紧凑缪子线圈实验（CMS）实验团队携手发布报告称，他们找到了希格斯玻色子衰变为Z玻色子和光子的首个证据，这种衰变有望提供间接证据，证明存在超出粒子物理学标准模型预测的新粒子。
2012年，CERN的大型强子对撞机（LHC）发现了希格斯玻色子，自此ATLAS和CMS团队一直在努力研究这种独特粒子的性质，并试图确定它产生和衰变为其他粒子的不同方式。
粒子物理学标准模型预测，如果希格斯玻色子的质量约为1250亿电子伏特，其衰变为Z玻色子和光子的几率约为0.15%，但一些扩展理论则预测了不同的衰变率。因此，测量衰变率有望为超出标准模型之外的物理学和希格斯玻色子的性质提供有价值的见解。
在一项最新研究中，ATLAS和CMS携手，结合2015年至2018年LHC第二轮运行期间两个团队分别收集的数据集，并借助先进的机器学习技术区分信号和背景事件，首次证明了希格斯玻色子可以衰变为Z玻色子和光子。该结果的统计显著性为3.4个标准差，低于粒子物理学宣布某一研究为“发现”所需要的5个标准差。
研究人员解释称，希格斯玻色子衰变为Z玻色子和光子的过程类似于衰变为两个光子的过程。在这个过程中，希格斯玻色子不会直接衰变为这些粒子对，会存在一个衰变为“虚拟”粒子的中间环节，这些“虚拟粒子”无法直接检测到，可能包括尚未发现的与希格斯玻色子相互作用的新粒子。
CMS团队表示，新粒子的存在可能会对罕见的希格斯衰变模式产生显著影响，最新研究是对标准模型的有力测试。
