近日，中國科學院高能物理研究所理論物理室?guī)r斌副研究員及合作者在希格斯性質研究方面取得重要進展，首次提出實驗方案在大型強子對撞機 (Large Hadron Collider) 上矢量玻色子聚合（Vector Boson Fusion）產(chǎn)生希格斯粒子過程中區(qū)分 W 玻色子和 Z 玻色子聚合過程。該實驗方案為進一步檢驗電弱對稱性自發(fā)破缺機制奠定了重要的理論基礎，其研究成果發(fā)表在國際權威期刊 《物理評論快報》 (Phys. Rev. Lett. 131,041802 (2023))。
希格斯玻色子在標準模型中占有極其重要的地位，對于質量起源、探索電弱對稱性自發(fā)破缺機制具有重要意義。大型強子對撞機是研究希格斯玻色子性質的重要場所，其中矢量玻色子聚合產(chǎn)生是希格斯的主要產(chǎn)生方式之一。為了檢驗電弱對稱性破缺機制，精確測量希格斯玻色子與規(guī)范玻色子W和 Z的相互作用是目前最重要的手段之一。傳統(tǒng)測量方法對希格斯寬度大小具有較強的依賴性，同時實驗上無法區(qū)分W 玻色子和 Z 玻色子聚合產(chǎn)生方式，從而無法單獨測量出 HWW 和 HZZ 相互作用。
理論室?guī)r斌課題組首次指出矢量玻色子聚合產(chǎn)生過程中伴隨的兩個噴注，其電荷關聯(lián)對于 W 玻色子和 Z 玻色子聚合產(chǎn)生方式具有較大差異。從部分子水平來看，W 玻色子聚合過程，兩個噴注的電荷相反，但是 Z 玻色子聚合過程噴注電荷可能相同也可能相反。因此該課題組提出定義噴注電荷不對稱性觀測量去區(qū)分 W 和 Z 玻色子聚合產(chǎn)生方式，并將該觀測量應用于探測希格斯和規(guī)范玻色子的相互作用，指出該結果不依賴于希格斯的寬度假設以及希格斯衰變中可能存在的新物理效應，可以在高亮度LHC 上有效檢驗希格斯機制。
該論文作者（按姓氏排序）為山東大學李海濤教授、高能所巖斌副研究員（通訊作者）、密歇根州立大學 C.-P. Yuan 教授。該研究工作得到了國家自然科學基金委、高能所科研啟動經(jīng)費以及美國自然科學基金委的支持。
相關論文鏈接：
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.041802
圖：電荷不對稱性隨噴注平均橫動量分布（左圖）以及通過電荷不對稱性限制希格斯和規(guī)范玻色子相互作用大?。ㄓ覉D）
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