大型強子對撞機 ATLAS 實驗,觀測到弱玻色子三胞胎

作者 | 發布日期 2025 年 02 月 20 日 18:00 | 分類 自然科學 line share Linkedin share follow us in feedly line share
大型強子對撞機 ATLAS 實驗,觀測到弱玻色子三胞胎

做為負責傳遞弱核力的基本粒子,W 玻色子、Z 玻色子一直在替科學家提供物理學探索的新途徑。近日,大型強子對撞機 ATLAS 團隊宣布首次觀察到 VVZ 玻色子組合,不只能測試粒子標準模型,還可闡明新物理現象。

W 和 Z 玻色子也是已知質量相對重的基本粒子,它們能以多種不同方式衰變,衰變組合有一定複雜性,因此 ATLAS 團隊在分析大型強子對撞機 LHC Run-2 完整數據集(2015~2018 年)時專注搜索 7 種玻色子衰變模式,包括 3l+jets、4l、5l 模式等。

整體而言為:1 個 Z 玻色子衰變成一對帶電輕子;1 個 W 玻色子衰變成 1 個輕子與 1 個微中子,同時另 1 個玻色子衰變成 2 個較輕夸克;2 個 W 玻色子衰變成帶電的輕子與微中子等,這些衰變模式可以進一步劃分信號區域,例如在最敏感的子模式 4L-DF 中,2 個 W 玻色子衰變為不同輕子(電子、緲子等)、而研究人員試圖從中尋找 3 種向量玻色子(Vector boson)罕見同時產生的過程。

透過搜索這些衰變模式,ATLAS 團隊日前宣布觀察到 VVZ 玻色子組合(V 為 W 或 Z 向量玻色子,Z 則特別指 Z 玻色子),統計顯著性差異為 6.4 標準差,且進一步驗證標準模型有效性、限制新物理現象可能性。

ATLAS 團隊將進一步分析 LHC Run-3 與新 HL-LHC 數據集,完善所有模式中三胞胎玻色子測量值,增進我們對基本粒子的精確理解。

(首圖來源:ATLAS 實驗

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