国家高能物理科学数据中心用户首次观测到希格斯玻色子的稀有衰变H→Zγ迹象
文章来源：国家高能物理科学数据中心
更新时间：2024-01-17 17:08
近日，大型强子对撞机（LHC）ATLAS和CMS实验在《物理评论快报》杂志上发布基于全部Run2数据的首个实验组联合测量：观测到希格斯玻色子衰变到Zγ末态稀有衰变的迹象[1]。
国家高能物理科学数据中心用户，中国科学院高能物理研究所（高能所）ATLAS和CMS两支团队在这项研究中分别做出了关键性的贡献。高能所的黄燕萍研究员带领团队主导完成了ATLAS实验中最新的稀有衰变H→Zγ寻找[2]，随后促成ATLAS和CMS两个团队合作，完成了H→Zγ稀有衰变ATLAS-CMS的联合寻找，团队成员贺明旭作了审核报告，前团队成员冉坤林（DESY Fellow）和韩硕（LBNL Fellow）分别担任这个分析联系人和编辑。高能所的陈明水研究员担任LHC希格斯联合分析组共同召集人，积极推动联合测量研究，组织协调基础科学中心团队在其中做出了重要贡献。此项成果是ATLAS和CMS基于Run2数据的首个希格斯联合分析结果。
图一：希格斯玻色子衰变到Zγ末态的费曼图
LHC于2008年建成运行，国家高能物理科学数据中心作为LHC的数据中心之一立刻开始承担数据共享和数据处理的任务。2012年ATLAS和CMS实验数据用户通过实验数据分析发现了希格斯粒子，这也是粒子物理的重要里程碑。基于高统计量的实验数据，ATLAS和CMS用户分别研究希格斯粒子的不同产生和衰变过程，对希格斯粒子的性质进行全面测量，但仍有很多稀有衰变过程尚未得到实验上的确认。希格斯粒子通过圈图相互作用衰变到Zγ末态，如图一所示，许多理论预言这个圈图中可能存在新粒子，比如额外的无色带电标量粒子、轻子或者矢量玻色子。因此H→Zγ过程的寻找对于理解希格斯粒子参与的圈图作用机制，检验标准模型，并探索可能的新物理都具有非常重要的意义。图二展示了ATLAS和CMS用户基于Run2数据对H→Zγ稀有过程寻找的首个联合测量结果，观测到希格斯玻色子衰变到Zγ末态稀有衰变的迹象，相应的统计显著性为3.4倍标准偏差。
图二：ATLAS和CMS联合测量H→Zγ稀有衰变过程的Zγ质量谱
国家高能物理科学数据中心长期服务于ATLAS和CMS实验，为科学家提供数据存储、数据分析处理和科学计算等服务，长期稳定的数据服务为科学发现作出了重要贡献。
1、Evidence for the Higgs boson decay to a Z boson and a photon at the LHC, PRL 132,021803(2024)
2、A search for the Zy decay mode of the Higgs boson in pp collisions at √s=13TeV with the ATLAS detector, PLB 809 (2020) 135754
3、Search for Higgs boson decays to a Z boson and a photon in proton-proton collision at √s=13TeV, JHEP 05 (2022)233
信息来源：中国科学院高能物理研究所
http://ihep.cas.cn/xwdt2022/gnxw/hotnews/2024/202401/t20240116_6954600.html
国家高能物理科学数据中心用户，中国科学院高能物理研究所（高能所）ATLAS和CMS两支团队在这项研究中分别做出了关键性的贡献。高能所的黄燕萍研究员带领团队主导完成了ATLAS实验中最新的稀有衰变H→Zγ寻找[2]，随后促成ATLAS和CMS两个团队合作，完成了H→Zγ稀有衰变ATLAS-CMS的联合寻找，团队成员贺明旭作了审核报告，前团队成员冉坤林（DESY Fellow）和韩硕（LBNL Fellow）分别担任这个分析联系人和编辑。高能所的陈明水研究员担任LHC希格斯联合分析组共同召集人，积极推动联合测量研究，组织协调基础科学中心团队在其中做出了重要贡献。此项成果是ATLAS和CMS基于Run2数据的首个希格斯联合分析结果。
图一：希格斯玻色子衰变到Zγ末态的费曼图
LHC于2008年建成运行，国家高能物理科学数据中心作为LHC的数据中心之一立刻开始承担数据共享和数据处理的任务。2012年ATLAS和CMS实验数据用户通过实验数据分析发现了希格斯粒子，这也是粒子物理的重要里程碑。基于高统计量的实验数据，ATLAS和CMS用户分别研究希格斯粒子的不同产生和衰变过程，对希格斯粒子的性质进行全面测量，但仍有很多稀有衰变过程尚未得到实验上的确认。希格斯粒子通过圈图相互作用衰变到Zγ末态，如图一所示，许多理论预言这个圈图中可能存在新粒子，比如额外的无色带电标量粒子、轻子或者矢量玻色子。因此H→Zγ过程的寻找对于理解希格斯粒子参与的圈图作用机制，检验标准模型，并探索可能的新物理都具有非常重要的意义。图二展示了ATLAS和CMS用户基于Run2数据对H→Zγ稀有过程寻找的首个联合测量结果，观测到希格斯玻色子衰变到Zγ末态稀有衰变的迹象，相应的统计显著性为3.4倍标准偏差。
图二：ATLAS和CMS联合测量H→Zγ稀有衰变过程的Zγ质量谱
国家高能物理科学数据中心长期服务于ATLAS和CMS实验，为科学家提供数据存储、数据分析处理和科学计算等服务，长期稳定的数据服务为科学发现作出了重要贡献。
1、Evidence for the Higgs boson decay to a Z boson and a photon at the LHC, PRL 132,021803(2024)
2、A search for the Zy decay mode of the Higgs boson in pp collisions at √s=13TeV with the ATLAS detector, PLB 809 (2020) 135754
3、Search for Higgs boson decays to a Z boson and a photon in proton-proton collision at √s=13TeV, JHEP 05 (2022)233
信息来源：中国科学院高能物理研究所
http://ihep.cas.cn/xwdt2022/gnxw/hotnews/2024/202401/t20240116_6954600.html