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希格斯粒子在描述微觀世界的“標(biāo)準(zhǔn)模型”中有著舉足輕重的地位，基本粒子與希格斯場發(fā)生相互作用而獲得質(zhì)量。歷時(shí)近半個(gè)世紀(jì)，該粒子于2012年由歐洲核子中心大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)上的ATLAS與CMS實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，并直接促成2013年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。后發(fā)現(xiàn)時(shí)代的研究重心是繼續(xù)深入開展希格斯粒子性質(zhì)測量以期揭示希格斯粒子更深層次的自然本性。ATLAS合作組于希格斯粒子發(fā)現(xiàn)十周年紀(jì)念日（2022.7.4）將該粒子的最新性質(zhì)測量結(jié)果發(fā)表在《自然》雜志上[1]，并作為本期封面展示。中國科大ATLAS實(shí)驗(yàn)組在相關(guān)工作中做出了重要貢獻(xiàn)。

《自然》雜志2022年7月版封面

左圖給出希格斯粒子到不同實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)的衰變分支比測量結(jié)果，右圖給出希格斯粒子與其它基本粒子的約化耦合強(qiáng)度與粒子質(zhì)量的關(guān)系式。

通過大數(shù)據(jù)積累與實(shí)驗(yàn)方法的優(yōu)化，各項(xiàng)測量的精度均有了大幅提升，對(duì)主要過程的截面測量精度達(dá)到了10%，對(duì)稀有過程如希格斯衰變?yōu)殡p繆子過程等獲得了可觀的探測靈敏度。這些結(jié)果大大拓展了對(duì)希格斯粒子的認(rèn)知，具有里程碑意義。

中國科大ATLAS實(shí)驗(yàn)組在基金委、科技部、中科院，以及中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的大力支持下，從2008年起開展希格斯物理研究，歷經(jīng)希格斯粒子的發(fā)現(xiàn)，并持續(xù)參與其性質(zhì)測量，是希格斯物理研究中的一支重要力量。這篇文章匯總展示了近期ATLAS實(shí)驗(yàn)中希格斯研究的成果，其中科大組在多項(xiàng)研究中起主導(dǎo)或主要作用，列舉如下（括號(hào)中給出參與教師按姓氏排名）：雙底夸克末態(tài)測量（劉衍文）、雙Z玻色子末態(tài)測量（徐來林、趙政國）、雙光子末態(tài)測量（楊洪洮）、雙頂夸克伴隨過程測量（Rustem Ospanov）、雙繆子末態(tài)測量（吳雨生、楊洪洮、趙政國）、雙粲夸克末態(tài)測量（吳雨生）、希格斯不可見衰變測量（吳雨生、徐來林），以及匯總工作和聯(lián)合統(tǒng)計(jì)分析（吳雨生、徐來林、楊洪洮）。除了本文章作為匯總紀(jì)念之外，這些近期結(jié)果均已單獨(dú)發(fā)表，共計(jì)十余篇國際主流期刊文章。新進(jìn)特任教授楊洪洮擔(dān)任ATLAS希格斯雙光子組負(fù)責(zé)人；另外，徐來林和楊洪洮任大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)希格斯工作組中離殼研究組和截面研究組負(fù)責(zé)人。

中國科大ATLAS實(shí)驗(yàn)組是趙政國院士領(lǐng)導(dǎo)下的具有相當(dāng)規(guī)模和凝聚力的穩(wěn)定團(tuán)隊(duì)，目前包括13名教授副教授，3名特任副研究員，3名博士后，近30名博士和碩士研究生?？拼蠼M成員負(fù)責(zé)或參與探測器建造、運(yùn)行維護(hù)及性能研究、觸發(fā)優(yōu)化、末態(tài)重建性能的標(biāo)定，和廣泛的物理研究。在標(biāo)準(zhǔn)模型的精確檢驗(yàn)和測量、希格斯粒子的發(fā)現(xiàn)和性質(zhì)研究，以及超出標(biāo)準(zhǔn)模型的新物理的直接尋找的物理研究中，取得了多個(gè)以科大組為主導(dǎo)并得到ATLAS國際合作組高度評(píng)價(jià)的重要物理結(jié)果。

另外，新進(jìn)特任研究員魯楠開始在中國科大重組CMS實(shí)驗(yàn)組，她在對(duì)應(yīng)的CMS《自然》雜志文章[2]中做出了重要貢獻(xiàn)，包括希格斯雙繆子末態(tài)研究，以及通過四底夸克末態(tài)研究雙希格斯粒子產(chǎn)生過程。

文章鏈接：

[1]https://www.nature.com/articles/s41586-022-04893-w

[2]https://www.nature.com/articles/s41586-022-04892-x

（粒子科學(xué)與技術(shù)研究中心、核探測與核電子學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、物理學(xué)院、科研部）