ATLAS探测器在7 TeV和8 TeV数据下搜索顶夸克关联H→γγ及Yukawa耦合约束

"这篇研究论文详细探讨了使用ATLAS探测器在7 TeV和8 TeV质心能量下的数据，来搜索与顶夸克相关的Higgs玻色子（H）到双光子（γγ）的产生，以及对顶夸克与希格斯玻色子之间的Yukawa耦合的限制。实验中分析了来自顶夸克衰变的轻子和完全强子最终状态的数据，总整合光度分别为7 TeV时的4.5 fb^-1和8 TeV时的20.3 fb^-1。由于没有发现超出背景预期的显著过剩事件，因此对ttH（顶夸克对与希格斯玻色子的联产）截面设定了上限，此上限在95%置信水平下是标准模型预测值的6.7倍。同时，论文还对Yukawa耦合的强度给出了限制，考虑了ttH和tH过程中的截面以及H到γγ的分支比，95%置信水平下的限制范围是标准模型值的1.3倍至8.0倍。" 这篇发表在《Physics Letters B》上的文章，作者是ATLAS合作组，其研究重点在于Higgs玻色子的双光子衰变模式，这是探索希格斯粒子性质的重要途径之一。通过分析欧洲核子研究中心大型强子对撞机(LHC)的数据，研究者优化了针对不同顶夸克衰变状态的选择标准，旨在提高寻找与顶夸克相关Higgs产生的敏感度。 在搜索过程中，由于没有观测到明显的信号，研究人员能够对希格斯玻色子与顶夸克之间的相互作用，即Yukawa耦合，设定限制。Yukawa耦合是粒子物理学标准模型中的一个重要概念，它描述了基本粒子如何与希格斯场相互作用并获得质量。在标准模型中，顶夸克的Yukawa耦合被认为是最强的，因此对其的精确测量对于理解希格斯机制至关重要。 通过对7 TeV和8 TeV质心能量数据的分析，研究人员能够对ttH的生产过程设定上限，并对Yukawa耦合的强度进行区间限定。这些结果对于未来改进对顶夸克Yukawa耦合的测量，以及对标准模型的检验具有重要意义。此外，由于数据是开放获取的，这为全球的物理学家提供了进一步研究和验证这些结果的机会。 这篇研究不仅展示了高能物理实验的复杂性和精确性，也体现了LHC在探索宇宙基本粒子性质方面所扮演的关键角色，尤其是对于理解和测试希格斯玻色子及其与其他基本粒子相互作用的理解。