ATLAS实验：13TeV pp碰撞中top quark衰变至qH（H→γγ）搜索

"使用ATLAS探测器在s = 13 $$ \sqrt{s} = 13 $$ TeV pp碰撞中搜索顶级夸克衰变t→qH（H→γγ） 这篇研究论文由ATLAS合作组发布，主要探讨了在大型强子对撞机（LHC）上进行的质子-质子碰撞实验，使用了ATLAS探测器来寻找顶级夸克（top quark）的一种罕见衰变模式——t→qH，其中q代表上夸克（c或u），而H指的是希格斯玻色子，希格斯玻色子进一步衰变成两个光子（γγ）。实验数据是在能量为13 TeV的质子-质子碰撞中获取的，总分析数据量为36.1 fb^-1。 文章介绍了在95%的置信水平下，搜索t→cH和t→uH衰变的详细方法。在这些过程中，一个顶级夸克衰变成一个上夸克和希格斯玻色子，而另一个顶级夸克则衰变成一个b夸克和W玻色子，W玻色子可以进一步衰变成轻子或强子。研究考虑了W玻色子的这两种衰变模式。 分析结果表明，未发现显著的信号过量。因此，对于t→cH的分支比，设定了一个上限，即在95%的置信水平下不超过2.2×10^-3，这低于预期的无信号情况下的上限1.6×10^-3。对应的tcH耦合限制为0.090。此外，对于t→uH的分支比，观察到的上限为2.4×10^-3。 关键词涉及：味变中性电流、顶级夸克衰变、希格斯玻色子、光子衰变、ATLAS探测器、LHC、W玻色子衰变。 这项工作展示了高能粒子物理中对罕见过程的精确搜索技术，对于理解标准模型中的粒子相互作用以及可能存在的超出标准模型的新物理现象具有重要意义。" 这篇研究详细阐述了ATLAS实验如何利用13 TeV的质子-质子碰撞数据来探索顶级夸克的新型衰变路径，特别是涉及味变中性电流的过程，这是粒子物理学的一个关键研究领域，因为它可以提供关于基本粒子性质和宇宙基本力的深入见解。通过这种方式，科学家们可以不断测试和验证标准模型的预言，同时也可能揭示未知的物理现象。