在2018國際高能物理會議上，歐洲核子中心大型強子對撞機上的超環面儀器（ATLAS）實驗公布了最新成果——ATLAS合作組首次發現了希格斯粒子的最主要衰變過程，即正反底夸克對衰變。中國科學家在此次實驗中作出關鍵貢獻。
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物理學家認為，希格斯玻色子賦予基本粒子以質量，并可以衰變成不同粒子，這也正是希格斯玻色子被稱為“上帝粒子”的原因。之前科學家們已經觀察到希格斯玻色子衰變成光子對、W玻色子對、Z玻色子和τ輕子對等過程。這些已經觀察到的衰變雖有重要意義，但其只占希格斯玻色子衰變中的不到30%。希格斯玻色子衰變有58%是由希格斯玻色子衰變成一對底夸克，也是希格斯玻色子最頻繁發生的衰變過程，觀察到這一衰變過程將填補對希格斯粒子認知的一大空白，并將進一步證實解釋夸克質量的希格斯機制。
由于強子對撞機上膠子背景事例數是信號的1000萬倍以上，所以該衰變道一直無法被實驗觀測確認。此次ATLAS實驗聯合了多個希格斯玻色子產生過程的分析結果，其中包括膠子融合過程、矢量玻色子融合過程、W/Z玻色子對伴隨產生過程、頂夸克對伴隨產生過程。在聯合分析中，ATLAS實驗利用統計方法綜合了各個分析的結果，最終以5.4倍標準偏差的信號顯著度首次發現正反底夸克對衰變的衰變道。
記者從中科院高能物理所獲悉，中國ATLAS組對此次衰變道的發現作出了關鍵貢獻。其中該所副研究員梁志均帶領團隊主導了矢量玻色子融合過程與膠子融合過程的正反底夸克對衰變分析，被ATLAS合作組任命為該分析的負責人。團隊成員梁志均、石遼珊、劉波、婁辛丑在該分析的信號觸發設計、背景擬合與信號提取等方面作出主導貢獻，并在ATLAS合作組中作了重要報告。
文章來源：中國科學報 文章來源：網絡
IEEE Spectrum
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