希格斯场

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物理学又一乌云消散,希格斯玻色子衰变为μ子新证据出现,或超越标准模型
量子位· 2025-08-26 12:36
希格斯玻色子衰变新发现 - ATLAS团队发现希格斯玻色子衰变为μ子(H→μμ)的有力证据,观测显著性达3.4个标准差(统计波动可能性低于三千分之一)[1][8][13][14] - 该衰变过程极其罕见,约每5000次希格斯衰变中发生1次,为研究希格斯与第二代费米子相互作用提供关键机会[9][10] - 团队通过结合LHC的Run-2和Run-3数据集,并开发复杂背景建模与事件分类技术实现突破[12][13] 衰变过程探测灵敏度提升 - ATLAS同步提升希格斯玻色子衰变为Z玻色子和光子(H→Zγ)的探测灵敏度,观测过剩达2.5个标准差[3][19] - H→Zγ为稀有衰变过程,Z玻色子仅约6%时间衰变为可探测轻子,且LHC Run-3的复杂条件(如粒子堆叠)增加识别难度[18] - 该结果提供了迄今测量H→Zγ衰变分支比的最严格预期灵敏度[19] 科学意义与潜在突破 - 两项发现可能揭示超越标准模型的物理规律,统计上初步出现偏离标准模型预言的迹象[6][7][40] - 研究成果依赖于LHC提供的大量数据,探测难度被比喻为"大海捞针"[4][5] - 未来ATLAS将继续探索新物理规律,推动粒子物理学前沿发展[41] 希格斯玻色子背景知识 - 希格斯玻色子又名"上帝粒子",为自旋为零的不稳定玻色子,2013年被正式确认发现[23][24][25][33] - 其代表希格斯场的振动,该量子场通过希格斯机制赋予W/Z玻色子及费米子质量[34][35] - 标准模型描述强力、弱力、电磁力及基本粒子,希格斯玻色子通过对称性破缺机制赋予其他粒子质量[37][39]