科学探索|ATLAS和CMS合作对希格斯玻色子衰变设定上限 ATLAS和CMS合作对希格斯玻色子衰

希格斯玻色子在转化或“衰变”为其他粒子之前，生存的时间极短。正是通过对其中一些衰变产物的探测，在大型强子对撞机（LHC）的粒子碰撞中这种独特的粒子首次被发现，而且获得了更广泛的关注。合作机构对希格斯玻色子转化为不可见粒子的比例设定了严格的新界限。

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但是在衰变过程中，希格斯玻色子也有可能衰变为大型强子对撞机探测器所看不到的意外的、新的粒子。例如可能构成渗透在宇宙中的暗物质的粒子，那会怎样呢？因此大型强子对撞机的 ATLAS 和 CMS 合作机构在最近的两项研究中探讨了这种可能性，对希格斯玻色子衰变为不可见粒子的比例设定了严格的新上限。
根据粒子物理学的标准模型，希格斯玻色子间接衰变为已知的不可见粒子（被称为中微子的几乎无质量的粒子）只有0.1%的时间。然而正如许多物理学家所怀疑的那样，暗物质（是由相互作用太弱而无法探测到的粒子组成的）粒子可能与希格斯玻色子相互作用，如果不是质量太大，允许希格斯玻色子衰变为它，增加不可见的希格斯玻色子衰变的比例。
在他们最新的独立调查中，ATLAS和CMS合作机构在LHC第二次运行期间收集的质子-质子碰撞数据中搜索了不可见的希格斯玻色子衰变。两个小组都在寻找一种特殊类型的碰撞事件，在这种事件中，希格斯玻色子由一个被称为矢量玻色子融合的过程产生，然后衰变为不可见粒子。
这些矢量玻色子融合事件包含额外的喷射，或“喷射”（jets），即向粒子探测器两端发射的粒子，使这种希格斯玻色子的产生模式比其他模式更容易被发现。再加上看不见的粒子会带走的碰撞产物中的“缺失能量”，这些喷流及其特性为这种看不见的希格斯玻色子事件提供了独特的标志。
【科学探索|ATLAS和CMS合作对希格斯玻色子衰变设定上限】ATLAS 和 CMS 的搜索没有发现这些不可见的希格斯玻色子事件的实例，这些实例将超过模仿所需事件的背景事件的预期数量。然而，他们表明希格斯玻色子衰变为不可见粒子的频率不能超过一定的百分比：ATLAS为15%，CMS为18%，而根据标准模型的计算机模拟，ATLAS和CMS的预期百分比都是10% 。