首次发现稀有希格斯玻色子衰变的证据

大型强子对撞机 (LHC) 的一项激动人心的突破让科学家们做出了令人难以置信的发现，可能从根本上改变我们对粒子物理学的理解。 自 2012 年希格斯玻色子的重大发现以来，ATLAS 和 CMS 一直在不懈努力，他们联手寻找了一个非凡现象的第一个诱人证据：希格斯玻色子衰变为 Z 玻色子和光子。

希格斯玻色子，通常被称为“上帝粒子”，是赋予其他粒子质量的基本粒子。 了解它的特性以及它分解成其他粒子的各种方式对于解开宇宙的奥秘至关重要。 最近观察到的希格斯玻色子衰变可能为粒子物理学标准模型预测的粒子以外的粒子的存在提供间接证据。 该模型描述了基本粒子及其相互作用。

根据标准模型，如果希格斯玻色子的质量约为 125 亿电子伏特，则大约 0,15% 的希格斯玻色子会衰变成 Z 玻色子和光子。 然而，标准模型的扩展提供了替代的衰减率。 因此，衰变率的精确测量是知识的宝库，揭示了标准模型之外的物理学和神秘的希格斯玻色子的真实本质。

在做出这一革命性发现之前，ATLAS 和 CMS 团队独立检查了从 HAC 的质子对质子碰撞中收集的数据。 他们仔细梳理了碰撞事件，寻找希格斯玻色子衰变为 Z 玻色子和光子的迹象。 他们的策略包括通过衰变成电子对或 μ 子（电子的较重表亲）来识别 Z 玻色子，这种情况发生的概率约为 6,6%。

成功的关键被科学家们认为是衰变产物总质量分布中的一个特征——光滑背景上的一个窄峰。 为了提高灵敏度，团队根据希格斯玻色子产生过程的特征对事件进行了分类。 他们使用先进的机器学习技术来区分真实信号和背景噪音。

这种合作极大地提高了他们搜索的统计准确性和覆盖范围，从而获得了第一个令人信服的证据，证明希格斯玻色子衰变为 Z 玻色子和光子。

尽管结果未达到普遍接受的有效观察 5 个标准差的要求，但该发现具有 3,4 个标准差的统计显着性。 此外，测得的信号速度比标准模型预测高出 1,9 个标准差，这让物理学家更加兴奋。

这一革命性的发现让我们离解开宇宙的秘密更近了一步，挑战了我们目前对粒子物理学的理解。 随着科学家们通过深入探索粒子相互作用的神秘领域不断突破人类知识的界限，HAC 正在进行的研究有望获得更深入的发现。 当我们踏上这段非凡的旅程时，我们期待着下一章的探索，以了解我们存在的基本组成部分。

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