探索罕见希格斯玻色子对事件,解锁潜在新物理学

逢纪说科技 2024-11-17 00:55:20

希格斯玻色子是标准模型最后一块拼图,也是理解基本粒子质量起源,自大型强子对撞机启动以来,研究人员一直在研究它们以寻找超出当前模型的任何迹象。最近,一项新分析不仅加深我们对希格斯玻色子如何相互作用的理解,也对潜在“新物理”提出更严格限制。

科学家正努力寻找标准模型框架外的任何新物理学证据,理论上,希格斯玻色子对可能产生,只是大型强子对撞机碰撞结果表明希格斯玻色子出现频率非常低,甚至于到目前都还没检测到希格斯玻色子对产生的事件。

但一些超出标准模型的理论认为,希格斯玻色子对能更频繁产生,若科学家利用大型强子对撞机现有数据找到希格斯玻色子对,就能证实存在一类以前未知的新物理现象。

欧洲核子研究组织ATLAS实验团队最近便专注于观察导致2个希格斯玻色子产生的事件,这些玻色子会衰变成轻子家族的多个粒子,主要是电子和缈子(μ子)。

在标准模型中,我们可以对各种已知过程的机率做出越来越精确预测,因此ATLAS团队在标准模型框架内模拟产生2个希格斯玻色子时,探测器应该出现什么信号,然后根据探测器的预期数据量对结果标准化,最后将由此获得的值与先前观察值进行比较,有助寻找罕见的希格斯玻色子对产生过程。

尽管目前还没发现探测器数据有任何与标准模型不一致之处,但也不排除新物理现象存在的可能性,这项工作为“新物理学”增加了有意义的限制,随着大型强子对撞机未来几年进行重大升级,对撞机光束强度增加10倍,将大幅提升检测到希格斯玻色子对产生等罕见事件的潜力。

(首图来源:pixabay)

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