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位于歐洲核子中心（CERN）的超環(huán)面儀器（ATLAS）合作組在最新發(fā)表的文章（arXiv:1802.04146）中宣稱通過希格斯粒子產生的第二大模式——矢量玻色子熔合（VBF）衰變到雙光子道（H→γγ）的過程中觀測到約5σ的信號（如圖）。這是在大型強子對撞機（LHC）單個實驗上首次得出這樣的分析結果。中國科學院高能物理研究所ATLAS組方亞泉、章宇、婁辛丑小組在該項研究中做出了主導貢獻。此項工作對研究希格斯粒子的產生模式、電弱相互作用以及新物理具有重要意義。

圖：希格斯衰變到雙光子的道的雙光子質量分布圖

希格斯粒子于2012年7月在LHC上的ATLAS和CMS實驗中被發(fā)現(xiàn)，這是粒子物理研究的重要里程碑。它的發(fā)現(xiàn)對認識質量起源、完備標準模型、統(tǒng)一各種相互作用有重要意義。希格斯粒子的產生主要包含4種不同的模式，分別為膠子熔合（ggH）、VBF、W/Z玻色子伴隨（W/ZH）、頂夸克伴隨（ttH），其中ggH約占88%，VBF約占7%，其余兩種合計5%。2012年7月希格斯粒子的發(fā)現(xiàn)以ggH產生模式為主要貢獻。

這次ATLAS通過VBF H→γγ觀測到的信號是標準模型預測的2倍。但考慮到數(shù)據統(tǒng)計量局限以及尚未得到其它希格斯末態(tài)和CMS實驗的證實，研究人員預計在未來1-2年RUN2上3倍于當前的數(shù)據會對是否有標準模型新物理有一個回答。

另外，高能所ATLAS組的梁志均、劉波、婁辛丑小組于今年5月發(fā)表了在ATLAS實驗上首次通過H(bb)+末態(tài)尋找新共振態(tài)的文章（arXiv: 1805.01908）。該小組通過使用噴注微結構與基于徑跡的噴注重建等新方法識別希格斯粒子的雙底夸克末態(tài)，并首次設定了H+新共振態(tài)的產生截面上限，并把該末態(tài)的新共振態(tài)質量上限提高到3TeV以上。ATLAS合作組非常重視該結果，并為該文章撰寫物理簡報并廣泛分享到實驗組主頁與社交網絡中。

目前，希格斯粒子研究的重點是實現(xiàn)希格斯粒子產生模式和不同衰變道的首次觀測，希格斯粒子的自旋、宇稱、散射截面和耦合等測量。這些測量對深入理解希格斯粒子的性質，探測是否有標準模型的新物理有重要意義。北京大學、北京航空航天大學、中科院高能所、南京大學、清華大學、山東大學、上海交通大學、中國科學技術大學的ATLAS和CMS組在上述相關課題的希格斯玻色子研究中非?；钴S并作出顯著性貢獻。

這兩項研究工作得到了中科院前沿科學重點研究項目、中科院“千人計劃”啟動基金、國家自然基金委和科技部的資助。