近日，中国科学院高能物理研究所理论物理室岩斌副研究员及合作者在希格斯性质研究方面取得重要进展，首次提出实验方案在大型强子对撞机 (Large Hadron Collider) 上矢量玻色子聚合（Vector Boson Fusion）产生希格斯粒子过程中区分 W 玻色子和 Z 玻色子聚合过程。该实验方案为进一步检验电弱对称性自发破缺机制奠定了重要的理论基础，其研究成果发表在国际权威期刊 《物理评论快报》 (Phys. Rev. Lett. 131,041802 (2023))。
希格斯玻色子在标准模型中占有极其重要的地位，对于质量起源、探索电弱对称性自发破缺机制具有重要意义。大型强子对撞机是研究希格斯玻色子性质的重要场所，其中矢量玻色子聚合产生是希格斯的主要产生方式之一。为了检验电弱对称性破缺机制，精确测量希格斯玻色子与规范玻色子W和 Z的相互作用是目前最重要的手段之一。传统测量方法对希格斯宽度大小具有较强的依赖性，同时实验上无法区分W 玻色子和 Z 玻色子聚合产生方式，从而无法单独测量出 HWW 和 HZZ 相互作用。
理论室岩斌课题组首次指出矢量玻色子聚合产生过程中伴随的两个喷注，其电荷关联对于 W 玻色子和 Z 玻色子聚合产生方式具有较大差异。从部分子水平来看，W 玻色子聚合过程，两个喷注的电荷相反，但是 Z 玻色子聚合过程喷注电荷可能相同也可能相反。因此该课题组提出定义喷注电荷不对称性观测量去区分 W 和 Z 玻色子聚合产生方式，并将该观测量应用于探测希格斯和规范玻色子的相互作用，指出该结果不依赖于希格斯的宽度假设以及希格斯衰变中可能存在的新物理效应，可以在高亮度LHC 上有效检验希格斯机制。
该论文作者（按姓氏排序）为山东大学李海涛教授、高能所岩斌副研究员（通讯作者）、密歇根州立大学 C.-P. Yuan 教授。该研究工作得到了国家自然科学基金委、高能所科研启动经费以及美国自然科学基金委的支持。
相关论文链接：
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.041802
图：电荷不对称性随喷注平均横动量分布（左图）以及通过电荷不对称性限制希格斯和规范玻色子相互作用大小（右图）
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