歐洲核子中心（CERN）大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(LHC)上的ATLAS實(shí)驗(yàn)于7月9日在ICHEP2018國際高能物理會(huì)議上公布了的最新成果：ATLAS合作組首次發(fā)現(xiàn)了希格斯粒子的最主要的衰變過程——正反底夸克對(duì)衰變（H→bb-bar）。高能所ATLAS組梁志均、石遼珊、劉波在該項(xiàng)研究中作出了關(guān)鍵貢獻(xiàn)。
希格斯玻色子賦予基本粒子以質(zhì)量，并可以衰變成不同粒子。之前科學(xué)家們已經(jīng)觀察到其衰變成光子對(duì)、W玻色子對(duì)、Z玻色子和τ輕子對(duì)等過程。這些已經(jīng)觀察到的衰變雖有重要意義，但其在希格斯玻色子的衰變中只占不到30%，而希格斯玻色子衰變成一對(duì)底夸克，才是其最頻繁發(fā)生的衰變過程，占比高達(dá)58%。觀察到這一衰變過程將填補(bǔ)對(duì)希格斯粒子認(rèn)知的一大空白，并將進(jìn)一步證實(shí)解釋夸克質(zhì)量的希格斯機(jī)制。
由于強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)上膠子背景事例數(shù)（g→bb-bar）是信號(hào)的一千萬倍以上，所以該衰變道一直無法被實(shí)驗(yàn)觀測確認(rèn)。此次ATLAS實(shí)驗(yàn)聯(lián)合了多個(gè)希格斯玻色子產(chǎn)生過程的H→bb-bar分析的結(jié)果, 其中包括膠子融合過程（ggF），矢量玻色子融合過程（VBF），W/Z玻色子對(duì)伴隨產(chǎn)生過程（W/Z+H），頂夸克對(duì)伴隨產(chǎn)生過程（ttH）。在聯(lián)合的分析中，ATLAS實(shí)驗(yàn)利用統(tǒng)計(jì)方法綜合了各個(gè)分析的結(jié)果，最終以5.4倍標(biāo)準(zhǔn)偏差的信號(hào)顯著度首次發(fā)現(xiàn)H→bb-bar衰變道（CONF-HIGG-2018-04）。
中國ATLAS組的各個(gè)單位對(duì)此次H→bb-bar衰變道的發(fā)現(xiàn)都做出了關(guān)鍵貢獻(xiàn)。其中高能所的梁志均副研究員帶領(lǐng)其團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)了矢量玻色子融合過程與的膠子融合過程的H→bb-bar分析（如圖），他也被ATLAS合作組任命為該分析的負(fù)責(zé)人（analysis contact）。高能所團(tuán)隊(duì)梁志均、石遼珊、劉波在該分析的信號(hào)觸發(fā)設(shè)計(jì)、背景擬合與信號(hào)提取等方面做出了主導(dǎo)貢獻(xiàn)，并在ATLAS合作組中做了重要的報(bào)告（approval talk）。另外，高能所ATLAS組在ATLAS像素探測器的運(yùn)行維護(hù)與數(shù)據(jù)獲取方面做了重要的工作，而像素探測器是有效探測底夸克的硬件基礎(chǔ)。
高能所ATLAS組的H→bb-bar衰變道研究工作得到中科院啟動(dòng)基金、中科院前沿科學(xué)重點(diǎn)研究項(xiàng)目、科技部國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金委國際合作與交流基金項(xiàng)目的資助。
梁志均副研究員于2011年在中山大學(xué)物理系獲得博士學(xué)位。2011年至2015年期間曾分別在英國牛津大學(xué)與美國加州大學(xué)圣塔克魯茲分校任職博士后，從事ATLAS實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)分析與下一代硅徑跡探測器的研發(fā)工作，并曾于2012-2013年擔(dān)任ATLAS合作組的電弱物理組召集人（electroweak convener），主導(dǎo)了ATLAS實(shí)驗(yàn)多個(gè)電弱物理的研究工作。2016年回國后從事大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī) (LHC) 上的ATLAS實(shí)驗(yàn)以及環(huán)形正負(fù)電子對(duì)撞機(jī) (CEPC) 的研究工作。
高能所團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)在矢量玻色子融合(VBF)過程與膠子融合過程（ggF）中尋找H→bb-bar衰變的分析（CERN-EP-2018-140）。上圖為在VBF+ggF過程中底夸克對(duì)的不變質(zhì)量（mbb）的分布。其中，H→bb-bar衰變過程在不變質(zhì)量譜的貢獻(xiàn)由紅色直方圖標(biāo)出。
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