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　　歐洲核子(zi)(zi)中(zhong)心(xin)大型(xing)強子(zi)(zi)對撞機LHC上的(de)(de)ATLAS實(shi)驗組(zu)近期于Nature Physics雜(za)志上在(zai)線發表了關于首(shou)次觀測到稀(xi)有ZZ雙玻色子(zi)(zi)散射過程(cheng)的(de)(de)論(lun)文(wen)[1]，信號探測顯著(zhu)度[*]是(shi)5.7σ。這(zhe)次的(de)(de)發現是(shi)粒子(zi)(zi)物理(li)標準模型(xing)電弱測量中(zhong)的(de)(de)一個里(li)程(cheng)碑(bei)，對理(li)解希格斯(si)機制(zhi)（電弱對稱性(xing)破(po)缺機制(zhi)）具(ju)有重要意義，獲得審稿人(ren)、國際同(tong)行的(de)(de)廣泛認可與報道(dao)。

　　希(xi)(xi)格斯玻(bo)色(se)(se)子在(zai)描述微觀世(shi)界的標準模(mo)型中扮演著舉足輕重的地位(wei)，基本粒子與希(xi)(xi)格斯場發(fa)生(sheng)(sheng)相互作(zuo)用(yong)而獲得質量(liang)。2012年在(zai)ATLAS和CMS實(shi)驗上(shang)的發(fa)現打開了希(xi)(xi)格斯物理之門(men)。深入研究(jiu)(jiu)希(xi)(xi)格斯機制(zhi)可以(yi)(yi)(yi)通(tong)過直接測(ce)量(liang)希(xi)(xi)格斯產生(sheng)(sheng)與衰(shuai)變(bian)過程(cheng)，也可以(yi)(yi)(yi)通(tong)過測(ce)量(liang)涉及(ji)希(xi)(xi)格斯粒子的電弱物理過程(cheng)，如雙玻(bo)色(se)(se)子散射。ZZ雙玻(bo)色(se)(se)子散射是其中最(zui)為稀有的過程(cheng)，發(fa)現該(gai)過程(cheng)對精確檢驗標準模(mo)型以(yi)(yi)(yi)及(ji)間接尋找(zhao)新物理現象有重要意(yi)義，并標志著雙玻(bo)色(se)(se)子散射研究(jiu)(jiu)進入了新階段(duan)。

　　中(zhong)(zhong)(zhong)國科大(da)與山東大(da)學(xue)，上海交通(tong)大(da)學(xue)/李政(zheng)道研究(jiu)所，以及美國密歇根大(da)學(xue)合作，在(zai)此(ci)次(ci)(ci)發現(xian)(xian)中(zhong)(zhong)(zhong)扮(ban)演了核心角色(se)。其(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)，中(zhong)(zhong)(zhong)國科學(xue)技術大(da)學(xue)吳雨(yu)生教授(shou)(shou)與山東大(da)學(xue)李冰研究(jiu)員（中(zhong)(zhong)(zhong)國科大(da)本科06級(ji)）擔任(ren)該(gai)物(wu)理(li)分析的(de)負責人，以及合作組文(wen)(wen)章通(tong)訊作者。在(zai)該(gai)工(gong)作中(zhong)(zhong)(zhong)做(zuo)出(chu)主(zhu)要(yao)貢(gong)獻(xian)的(de)中(zhong)(zhong)(zhong)國科大(da)博(bo)士生有陳婧（現(xian)(xian)上交博(bo)后），劉(liu)明依，王文(wen)(wen)驍，祝鶴齡，以及指導(dao)教師趙政(zheng)國院士，劉(liu)建北(bei)教授(shou)(shou)。在(zai)該(gai)工(gong)作中(zhong)(zhong)(zhong)，研究(jiu)團隊利用(yong)(yong)機器學(xue)習大(da)幅優(you)化信號(hao)探(tan)測靈敏度(du)，細致驗證背景(jing)過程模擬準確度(du)，積(ji)極應用(yong)(yong)最前沿理(li)論(lun)計算，并利用(yong)(yong)統計方法(fa)結(jie)合不同衰變道，最終首次(ci)(ci)發現(xian)(xian)ZZ雙玻色(se)子散射過程。圖一(yi)展(zhan)示(shi)了該(gai)過程的(de)一(yi)個代表性事例在(zai)探(tan)測器中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)重(zhong)建結(jie)果(guo)，圖二給出(chu)信號(hao)區域與控制區域中(zhong)(zhong)(zhong)信號(hao)與本底過程的(de)分布(bu)。

　　中國(guo)科大(da)ATLAS實(shi)驗組是趙政國(guo)院士領導下的(de)(de)一支具有相當規模(mo)和(he)(he)凝聚(ju)力的(de)(de)穩定團隊，目前(qian)包括(kuo)11名(ming)(ming)教(jiao)授副(fu)(fu)教(jiao)授，2名(ming)(ming)特任副(fu)(fu)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)員，3名(ming)(ming)博士后，近30名(ming)(ming)博士和(he)(he)碩士研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)生(sheng)。中國(guo)科大(da)組成員負(fu)責或參與探測(ce)器建造(zao)、運行維護及性能(neng)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)、觸發優化、末態重(zhong)建性能(neng)的(de)(de)標(biao)定，和(he)(he)廣泛的(de)(de)物理研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)。在標(biao)準(zhun)模(mo)型的(de)(de)精確檢驗和(he)(he)測(ce)量、希(xi)格斯粒子的(de)(de)發現和(he)(he)性質研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)，以及超出標(biao)準(zhun)模(mo)型的(de)(de)新物理的(de)(de)直接(jie)尋找的(de)(de)物理研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)中，取(qu)得了多個以中國(guo)科大(da)組為主導并得到ATLAS國(guo)際合作(zuo)組高度(du)評價的(de)(de)重(zhong)要(yao)物理結果。

　　參考：

　　[1] Observation of electroweak production of two jets and a Z-boson pair,Nature Physics 19, 237–253 (2023),//doi.org/10.1038/s41567-022-01757-y

　　[*]粒子物理實(shi)驗尋找(zhao)信(xin)號過程(cheng)的(de)(de)正面(mian)結果以對應(ying)的(de)(de)統計(ji)顯著度來表征：5σ表明實(shi)驗數據以99.99997%的(de)(de)概率排除信(xin)號來自背景噪聲漲(zhang)落的(de)(de)假設。5σ對應(ying)于(yu)“發現了信(xin)號過程(cheng)”。