ATLAS探测器揭示13 TeV下希格斯玻色子与顶夸克对的关联观察

0 下载量 97 浏览量 更新于2024-07-16 收藏 1.39MB PDF 举报
在2018年的《物理学报B》第784期中,ATLAS合作团队发表了一篇关于在大型强子对撞机(LHC)的13 TeV质心能量下,观察希格斯玻色子(Higgs boson)与顶夸克对(ttH)关联产生的研究文章。这项研究利用了ATLAS探测器记录的大规模质子-质子碰撞数据,其综合光度达到了79.8 fb$^{-1}$。实验关注了希格斯玻色子的多种衰变模式,包括bb(底夸克对)、WW⁎、τ+τ-、γγ(光子对)和ZZ⁎(Z玻色子对)。 研究人员观察到的显著性为5.8个标准偏差,这超过了预期的4.9个标准偏差,显示出ttH过程的信号强度高于背景噪声。这一结果与标准模型(SM)的预测相一致。通过将13 TeV的数据集与7 TeV(4.5 fb$^{-1}$)和8 TeV(20.3 fb$^{-1}$)的数据集相结合进行分析,观察到的总显著性提升到了6.3个标准偏差,而预期值为5.1个标准偏差,进一步证实了ttH事件的观察。 测量的总ttH生成截面,假设标准模型的分支比例,得出的结果是670±90(统计)-100 + 110(系统)fb。这个数值提供了对希格斯机制和顶夸克相互作用的重要定量验证,对于理解粒子物理学的标准模型以及可能的新物理现象具有重要意义。 这篇论文不仅展示了高能物理实验中的精确测量技术,还反映了当前粒子物理研究中对希格斯粒子性质和基本力之间关系的深入探索。它代表了大型对撞机实验在发现新粒子和验证理论预言方面所取得的里程碑式成果,为未来的粒子物理实验计划提供了宝贵的数据基础和理论支持。