【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】 如何直接檢驗(yàn)希格斯機(jī)制與電弱對(duì)稱(chēng)性破缺，是粒子物理學(xué)的重要科學(xué)問(wèn)題。矢量玻色子散射(VBS)是大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)研究電弱物理的重要過(guò)程，其中W玻色子與希格斯玻色子之間的WWHH四點(diǎn)耦合尤為關(guān)鍵：它不僅直接連接電弱規(guī)范相互作用與希格斯場(chǎng)，還參與高能散射中不同量子振幅之間的相消，保證理論在高能下具有良好的行為。因此，精確測(cè)量WWHH耦合，是檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)模型電弱對(duì)稱(chēng)性破缺機(jī)制的重要途徑。然而，相關(guān)VBS過(guò)程的產(chǎn)生截面極小、末態(tài)復(fù)雜，實(shí)驗(yàn)探測(cè)極具挑戰(zhàn)，此前尚未通過(guò)VBS VVH過(guò)程對(duì)這一耦合開(kāi)展直接實(shí)驗(yàn)研究。
 

　　近日，北京大學(xué)物理學(xué)院李強(qiáng)課題組依托歐洲核子研究中心(CERN)大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(LHC)CMS實(shí)驗(yàn)合作組，完成了矢量玻色子散射(Vector Boson Scattering，VBS)產(chǎn)生希格斯玻色子伴隨雙矢量玻色子(VVH)過(guò)程的首次系統(tǒng)研究，并首次在CMS實(shí)驗(yàn)中于95%置信水平排除了WWHH四點(diǎn)耦合為零的假設(shè)，為該耦合的非零性提供了直接實(shí)驗(yàn)證據(jù)。本項(xiàng)研究基于CMS實(shí)驗(yàn)Run2階段累計(jì)獲取的138/fb質(zhì)子-質(zhì)子碰撞數(shù)據(jù)，對(duì)包含零輕子、單輕子和雙輕子末態(tài)的多個(gè)信號(hào)道進(jìn)行了聯(lián)合分析。分析結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)模型預(yù)期一致。在其他相關(guān)希格斯耦合取標(biāo)準(zhǔn)模型值的假設(shè)下，研究在95%置信水平下將VVHH耦合修正因子限制在0.40至1.60之間，并將WWHH耦合修正因子限制在0.17至1.84之間，為WWHH相互作用的非零性提供了新的直接實(shí)驗(yàn)約束，也為未來(lái)高亮度大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(HL-LHC)開(kāi)展更高精度的電弱規(guī)范結(jié)構(gòu)測(cè)量奠定了重要基礎(chǔ)。
 

　　李強(qiáng)課題組在CMS合作組率先提出開(kāi)展同號(hào)輕子(same-sign dilepton)道分析，并承擔(dān)了該信號(hào)道的核心任務(wù)。物理學(xué)院2026屆博士畢業(yè)生楊天一(現(xiàn)就職于中國(guó)工程物理研究院激光聚變研究中心)擔(dān)任該信號(hào)道的CMS分析負(fù)責(zé)人(Analysis Contact)，負(fù)責(zé)其總體組織與協(xié)調(diào)，并在合作組預(yù)審批和正式審批階段代表分析團(tuán)隊(duì)作報(bào)告；同時(shí)主導(dǎo)完成了該信號(hào)道的分析設(shè)計(jì)、背景估計(jì)、系統(tǒng)誤差評(píng)估和統(tǒng)計(jì)分析。該信號(hào)道隨后被納入VBS VVH多個(gè)信號(hào)道的聯(lián)合分析，為整個(gè)研究工作的完成作出了重要貢獻(xiàn)。
 

　　值得一提的是，本項(xiàng)工作是CMS合作組首次針對(duì)VBS產(chǎn)生VVH過(guò)程開(kāi)展系統(tǒng)研究，為未來(lái)利用更高統(tǒng)計(jì)量數(shù)據(jù)開(kāi)展電弱規(guī)范結(jié)構(gòu)精確測(cè)量和新物理尋找開(kāi)辟了新的研究方向。
 

　　相關(guān)研究成果于2026年9月3日在線(xiàn)發(fā)表于《物理評(píng)論快報(bào)》(Physical Review Letters)，并被選為編輯推薦(Editors' Choice)。北京大學(xué)物理學(xué)院為論文主要貢獻(xiàn)單位之一。本研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的支持。
 

　　CMS(Compact Muon Solenoid)實(shí)驗(yàn)是歐洲核子研究中心大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)上的兩大通用探測(cè)器實(shí)驗(yàn)之一，由來(lái)自全球50多個(gè)國(guó)家和地區(qū)、200余家科研機(jī)構(gòu)的數(shù)千名科研人員共同參與。北京大學(xué)CMS團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期參與CMS探測(cè)器運(yùn)行維護(hù)、離線(xiàn)軟件開(kāi)發(fā)以及希格斯物理、電弱物理和新物理尋找等多個(gè)前沿研究方向，在國(guó)際合作中持續(xù)發(fā)揮重要作用。本項(xiàng)工作充分體現(xiàn)了北京大學(xué)物理學(xué)院青年科研人員在國(guó)際大型高能物理合作中的學(xué)術(shù)組織能力和科研創(chuàng)新能力，也進(jìn)一步提升了北京大學(xué)在CMS國(guó)際合作中的學(xué)術(shù)影響力。
 

　　引用：物理學(xué)院李強(qiáng)課題組在大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)CMS合作組實(shí)現(xiàn)新型玻色子散射過(guò)程首次探測(cè)-北京大學(xué)【引用時(shí)間：2026年9月20日】