物理學家與寰圖協作CERN 大型強子對撞機宣布首次觀測到 VVZ 的產生——這是三個巨大矢量玻色子的罕見組合。
ATLAS記錄的三矢量玻色子事件，一個W玻色子衰變成一個電子和一個中微子，一個W玻色子衰變成一個μ子和一個中微子，一個Z玻色子衰變成兩個μ子； μ子用紅線表示，電子用綠線表示，中微子的“缺失能量”用白色虛線表示。圖片來源：ATLAS / CERN。
作為弱力的載體，W 和 Z 玻色子是粒子物理標準模型的核心。
多玻色子生產過程的精確測量為標準模型提供了良好的測試，並可以揭示新的物理現象。
“在大型強子對撞機中產生三種矢量（V）玻色子是非常罕見的過程，”ATLAS 物理協調員 Fabio Cerutti 博士說。
“它的測量提供了有關多個玻色子之間相互作用的信息，這些信息與標準模型的基本對稱性有關。”
“這是發現新物理現象的強大工具，例如新的、未被發現的粒子，這些粒子太重而無法在大型強子對撞機中直接產生。”
ATLAS 團隊觀察到 VVZ 生產的統計顯著性為 6.4 個標準差，超過了聲稱觀察到所需的 5 個標準差閾值。
該觀察擴展了 ATLAS 和 CMS 合作的先前結果，包括 CMS 對 VVV 生產的觀察和 ATLAS 對 WWW 生產的觀察。
作為一些已知最重的粒子，W 和 Z 玻色子可以以多種不同的方式衰變。
在這項新研究中，ATLAS 物理學家重點關注了七個最具發現潛力的衰變通道。
使用稱為增強決策樹的機器學習技術進一步細化這些通道，並為每個通道訓練算法以識別所需的信號。
通過結合衰變通道，研究人員能夠觀察 VVZ 的產生，並對新物理現像對信號的貢獻設定限制。
他們說：“由此產生的限制證實了標準模型的有效性，並且與之前產生三種矢量玻色子的結果一致。”
“當我們分析大型強子對撞機第三次運行和即將到來的 HL-LHC 的更大數據集時，我們將進一步完善對三種矢量玻色子產生的測量，加深我們對這些基本粒子及其在宇宙中的作用的理解。”
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阿特拉斯合作。 2025. 使用 ATLAS 探測器觀察 s√=13 TeV 的 VVZ 產生。物理。萊特。乙，正在出版； arXiv：2412.15123
