CMS实验：13 TeV质子-质子碰撞中重希格斯玻色子衰变至W玻色子对的搜寻

"在s $$ \sqrt{s} $$ = 13 TeV的质子-质子碰撞中搜索重质希格斯玻色子衰变成一对W玻色子" 这篇研究论文是关于在高能物理领域的质子-质子碰撞实验，特别是由欧洲核子研究中心（CERN）的大强子对撞机（LHC）上的CMS实验进行的实验。实验的目的是寻找质量范围在200至3000 GeV之间的重希格斯玻色子，这种粒子可能衰变成一对W玻色子。W玻色子是标准模型中的基本粒子，负责传递弱力，它们可以衰变成带电轻子和中微子，或者是夸克对。 论文中提到的分析基于2016年LHC CMS实验收集的数据，这些数据来自质子-质子碰撞，总能量为13 TeV，对应的综合光度为35.9 fb^-1。分析涉及了两种主要的信号产生机制：胶子融合和矢量玻色子融合。胶子融合是高能质子碰撞中产生希格斯玻色子的主导方式，而矢量玻色子融合则是一种次主导但重要的机制。此外，研究还考虑了信号与背景的相互干扰效应，这对于精确估计结果的系统误差至关重要。 实验的结果显示，观测到的数据与标准模型的预测相符，没有发现超出预期的信号，即没有证据表明存在质量大于1870 GeV且具有标准模型类似耦合的重希格斯玻色子。这意味着在这一质量范围内，对于具有这样特性的希格斯玻色子，其产生和衰变的横截面与分支比乘积已经被排除在95%的置信水平之下。 同时，研究还对两种双希格斯模型进行了限制分析，这两种模型扩展了标准模型，允许存在额外的希格斯粒子。通过对实验数据的分析，进一步限制了这些模型的参数空间，这有助于缩小理论预测与实验观测之间的差距，推动了对超出标准模型的新物理的理解。 论文发表在开放获取期刊《JHEP03(2020)034》上，经过了多次审稿和修改，最终于2020年3月6日发表。这样的研究对于理解宇宙的基本力量和粒子，以及探索可能存在的新物理现象具有重要意义。