CMS实验：高能希格斯玻色子衰变至底夸克对的探索

"这篇论文是CMS合作团队发布的一份研究，详细介绍了在13TeV质心能量的pp碰撞数据集中，对高度增强的希格斯玻色子（Higgs Boson）衰变成底部夸克-反夸克对（b-quark-anti-b-quark pair, b¯¯b）的包容性搜索。实验数据对应于35.9 fb-1的综合亮度，这是由欧洲核子研究中心（CERN）的大型强子对撞机（LHC）的CMS实验所收集的。" 文章的核心在于对高洛伦兹增强的希格斯玻色子的探测，这些粒子在衰变过程中产生了大横向动量（pT）的底夸克对。为了实现这一目标，研究团队利用单个大半径射流（single, large-radius jet）来重建这些衰变事件，并采用了射流子结构（jet substructure）和专门的b标记技术（dedicated b-tagging techniques）来识别底夸克的存在。这种方法通过Z玻色子衰变为底夸克对（Z→b¯¯b）的过程进行了验证，这是在单喷射拓扑中首次观测到Z→b¯¯b，具有5.1标准偏差的局部显著性，而预期值为5.8。 在分析125 GeV质量的希格斯玻色子时，研究者观察到了超出预期背景的事件，其局部显著性达到1.5个标准偏差（预期为0.7个标准偏差）。这表明可能有额外的信号，但目前的统计显著性还不足以确认新物理现象。对于通过胶子融合产生的、在伪快速度范围-2.5 < η < 2且pT > 450 GeV的H→b¯¯b过程，测量得到的分支分数为74±48（统计误差）-10 + 17（系统误差）fb，这个结果与标准模型的预测相符，尽管存在相当大的不确定性。 这项研究在探索高能物理中的希格斯玻色子性质方面迈出了重要的一步，尤其是在高pT情况下，这对理解希格斯机制以及潜在的新物理现象至关重要。同时，它还展示了在处理复杂高能物理实验数据时，射流子结构分析和b标记技术的有效性。