物理学家结合多个希格斯玻色子对研究 发现有关宇宙稳定性的线索

还记得找到一个希格斯玻色子有多难吗?试试在同一时间在同一地点找到两个。这个迷人的过程被称为双希格斯生成，它可以告诉科学家有关希格斯玻色子自相互作用的信息。

通过研究它，物理学家可以测量希格斯玻色子的“自耦合”强度，这是连接希格斯机制和我们宇宙的稳定性的标准模型的一个基本方面。

寻找双希格斯粒子的产生是一项特别具有挑战性的任务。这是一个非常罕见的过程，比单个希格斯玻色子的产生要罕见 1,000 倍。在大型强子对撞机 (LHC) 的整个第 2 次运行期间，ATLAS 预计只会产生几千个双希格斯粒子事件，而每秒发生的碰撞次数高达 4000 万次。

那么物理学家如何在数据大海中找到这些稀有的针头呢?一种更容易寻找双希格斯粒子的方法是在多个地方搜索它。通过研究双希格斯粒子衰变的不同方式(衰变模式)并将它们组合在一起，物理学家能够最大限度地提高找到和研究双希格斯粒子的机会。

ATLAS 合作项目的研究人员现已发布了迄今为止最灵敏的双希格斯粒子生成和自耦合搜索，该搜索通过结合 LHC Run 2 数据的五项双希格斯粒子研究实现。这一新结果是他们迄今为止最全面的搜索，涵盖了 ATLAS 中一半以上可能的双希格斯粒子事件。该研究还发布在arXiv预印本服务器上。

该组合中的五项独立研究分别关注不同的衰变模式，每种模式都有其优缺点。例如，最可能的双希格斯衰变模式是四个底夸克。然而，标准模型QCD 过程也可能产生四个底夸克，因此很难将双希格斯事件与这种背景过程区分开来。