ATLAS探测器在pp碰撞中搜索希格斯玻色子对的最新结果

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"使用ATLAS探测器在pp碰撞下pp碰撞的bb¯τ+τ-衰减通道中搜索共振和非共振希格斯玻色子对产生" 在高能物理领域,希格斯玻色子的发现是粒子物理学标准模型中的一个里程碑。这篇研究论文详细介绍了ATLAS合作组在2015年和2016年利用欧洲核子研究中心的大型强子对撞机(LHC)记录的36.1 fb-1的pp碰撞数据,进行的一项针对希格斯玻色子对产生的实验性搜索。这次搜索主要关注的是bb¯τ+τ-衰变通道,其中τ轻子可以是通过强子或中微子的衰变路径。 研究中,科学家们分析了两种不同类型的希格斯玻色子对产生:共振生产和非共振生产。非共振生产是指两个独立的希格斯玻色子无关联地产生,而共振生产则涉及某种新的粒子,如超对称粒子或额外维度理论中的粒子,它们可能以共振方式产生希格斯玻色子对。 在非共振生产中,数据没有显示出显著超出预期背景的信号。因此,他们设定了一个上限,即非共振希格斯玻色子对产生的横截面乘以分支比率不超过30.9 fb,这是标准模型预测值的12.7倍,置信水平为95%。这意味着如果存在这样的过程,其强度必须在这个限制内。 对于共振生产,研究者们特别关注了扩展的希格斯扇区模型,比如基于两个双峰的模型以及Randall-Sundrum大引力子模型。通过对数据的分析,他们能够限制这些模型的参数空间。例如,在简化hMSSM(最小超对称标准模型)中,当tanβ=2时,质量范围在305 GeV至402 GeV之间的新粒子X(可能是某种超对称粒子)的共振产生被排除。同时,对于Randall-Sundrum模型,当k/M′Pl=1时,质量范围在325 GeV至885 GeV的GKK引力子也被排除。 这项工作不仅对理解希格斯玻色子的性质和可能的超出标准模型的新物理现象提供了有价值的限制,而且也展示了ATLAS探测器在高精度物理测量中的能力。通过这种复杂的数据分析,科学家们不断探索宇宙的基本粒子和力量,希望揭示隐藏在自然界的深层次结构。