实验证实:上帝粒子衰变为底夸克
2012年,物理学界有重大的突破,欧洲大型强子对撞机(LHC)发现了「希格斯玻色子(Higgs boson)」,由于它微小且难以捉摸,也被喻为「上帝粒子」。如今,科学家对上帝粒子又有更进一步的掌握。今年8月28日,欧洲核子研究组织(CERN)于研讨会上宣布,大型强子对撞机的超环面仪器(ATLAS)团队已观察到希格斯玻色子确实会衰变成一对底夸克 (H→bb),证实了一套粒子物理的预测。中央研究院物理所王嵩铭副研究员领导的团队,对此次重大发现有关键贡献。
欧洲实验证实 上帝粒子衰变底夸克
在粒子物理的标准模型中,基本粒子包含了底夸克及电子等极微小的粒子,是物质世界的基本组成,希格斯玻色子即负责产生基本粒子的质量。在标准模型的预测中,希格斯玻色子约有60%的机率会衰变为成一对底夸克,,科学家致力于探索H→bb这个衰变过程,希望进一步检验这套质量产生机制。
,在大型强子对撞机里,质子与质子的碰撞即会产生大量成对的底夸克,在这样的背景中要观察到希格斯玻色子衰变成底夸克便非常困难,需要相当长的时间佐以大量的数据样本。在早期准备阶段,甚至有不少人怀疑实验的成功率。
实验成功率遭质疑 团队分析结果准确
王嵩铭副研究员表示,这次探索是大型强子对撞机中最具挑战性的分析之一。为实现目标,ATLAS团队分析了前二次运行期间所收集的数据样本,并采用多变量分析算法等先进的分析技术,成功将H→bb信号与背景的底夸克隔离,分析的结果则与标准模型预测一致。
ATLAS团队的初步观察结果已于本年7月首度发表在2018年高能物理国际会议(ICHEP)。ATLAS 也将观察结果论文于8月28日的研讨会中交付给PhysicsLetter B期刊发布。大型强子对撞机为一位在瑞士日内瓦地底下的对撞型粒子加速器,透过将质子对撞观测粒子的性质。本次重要的观察成果,归功于ATLAS团队物理学家长期的努力及大型强子对撞机的出色表现。
ATLAS团队成员有来自许多个国家的研究机构与大学参与。中研院ATLAS团队在王嵩铭副研究员领导下,对此观察的数个关键部分有所贡献,团队成员包括Adrian Buzatu博士后研究员和博士生王蔚。王嵩铭副研究员曾在2015年至2016年期间担任ATLAS团队H→bb工作组的共同召集人。
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