在ATLAS实验中，候选希格斯玻色子衰变成两个光子。来源:欧洲核子研究中心

来自欧洲核子研究中心ATLAS实验的新结果达到了前所未有的0.09%的精度。

ATLAS合作项目已经实现了迄今为止对希格斯玻色子质量的最精确测量，报告的值为1251.1亿电子不确定性最小的伏特。结果来自双光子和四轻子通道的测量组合。这些发现对于理解宇宙的基本结构至关重要，并归功于先进的校准技术和强大的侦察nstruction算法。

自从在大型强子对撞机(LHC)上发现希格斯玻色子以来的11年里，它已经成为揭示宇宙基本结构的中心途径。对这种特殊粒子特性的精确测量是物理学家检验标准模型(Standard Model)的最有力工具之一。标准模型目前是最能描述粒子世界及其相互作用的理论。在上周的轻子光子会议上，ATLAS合作项目报告了他们是如何比以往更精确地测量希格斯玻色子的质量的。

标准模型无法预测希格斯玻色子的质量，因此必须通过实验测量来确定。它的值决定了希格斯玻色子与其他基本粒子以及自身相互作用的强度。对这一基本参数的精确了解是精确理论计算的关键，而理论计算反过来又使物理学家能够将他们对希格斯玻色子性质的测量结果与标准模型的预测相比较。与这些预测的偏差将表明存在新的或未解释的现象。希格斯玻色子的质量也是推动宇宙真空演化和稳定的关键参数。

自从发现希格斯玻色子以来，ATLAS和CMS合作项目一直在对希格斯玻色子的质量进行越来越精确的测量。新的ATLAS测量结合了两个结果:一个新的希格斯玻色子质量测量基于对粒子衰变为两个高能光子(“双光子通道”)的分析，另一个早期的质量测量基于对其衰变为四个轻子的研究(“四轻子通道”)。

双光子通道的新测量结合了LHC运行1和运行2的完整ATLAS数据集的分析，结果显示质量为1252.2亿电子伏特(GeV)，不确定度仅为0.14 GeV。这个双光子通道的结果精度为0.11%，是迄今为止从单一衰变通道对希格斯玻色子质量的最精确测量。

与之前在该通道的ATLAS测量相比，新结果得益于完整的ATLAS Run 2数据集，它将统计不确定性降低了2倍，并且得益于光子能量测量校准的显着改进，它将系统不确定性降低了近4倍至0.09 GeV。

ATLAS电子-光子校准小组的召集人Stefano Manzoni说:“在这次分析中使用的先进而严格的校准技术对于将精度提高到如此前所未有的水平至关重要。”“它们的开发花费了数年时间，需要对ATLAS探测器有深入的了解。它们也将极大地有利于未来的分析。”

当ATLAS研究人员将双光子通道的新质量测量与早先在四轻子通道的质量测量相结合时，他们得到了希格斯玻色子的质量为125.11 GeV，不确定度为0.11 GeV。这是迄今为止对这一基本参数最精确的测量，精度为0.09%。

ATLAS发言人Andreas Hoecker说:“这种非常精确的测量是ATLAS合作不懈投资的结果，以提高对我们数据的理解。”“强大的重建算法加上精确的校准是精确测量的决定性因素。对希格斯玻色子质量的新测量增加了对粒子物理学这一关键新领域日益详细的测绘。”