.A Glimpse of New Physics? ATLAS Edges Closer to Unlocking Higgs Boson Secrets

새로운 물리학의 한 단면? ATLAS, 힉스 보손 비밀 풀기에 한 걸음 더 가까워지다

CERN 에 의해2025년 8월 14일

희귀한 힉스 보손 붕괴를 이용한 새로운 ATLAS 결과는 더욱 심오한 물리학의 매혹적인 징후를 보여주며, 정밀성과 가능성의 한계를 넓혀줍니다. (작가 컨셉). 사진 제공: SciTechDaily.com

1-1.

>ATLAS 협업은 히그스 보손이 뮤온으로 붕괴된다는 증거를 보고했으며, Z 보손과 광자 가 관련된 히그스 보손 붕괴를 감지하는 능력을 향상시켰습니다 .

_프랑스 마르세유에서 열린 2025년 유럽물리학회 고에너지물리학 학술대회(EPS-HEP)에서는 힉스 보손 연구가 주요 연구 주제였습니다.

_ATLAS 협력 연구의 주요 내용 중 하나는 매우 드문 힉스 보손 붕괴 과정을 연구한 두 건의 상세 연구였습니다.

1-2.뮤온으로의 히그스 붕괴

>조사된 붕괴 모드 중 하나는 힉스 보손이 뮤온 쌍으로 변환되는 경우(H→μμ)였습니다.

_이러한 연구는 다양한 입자 세대에서 질량이 어떻게 생성되는지 밝히는 데 도움이 될 수 있습니다.
_이 현상은 힉스 붕괴 5,000회 중 약 1회 발생하여 극히 드물지만, 힉스 입자가 2세대 페르미온과 어떻게 상호작용하는지 연구하는 가장 직접적인 방법을 제공합니다.

_지금까지 과학자들은 힉스 보손과 타우 렙톤, 그리고 탑 쿼크와 바텀 쿼크를 포함하는 3세대 입자 간의 상호작용만 확인했습니다.

_두 개의 뮤온으로 붕괴하는 후보 히그스 보손(H→μμ)의 이벤트 디스플레이. 검출기에서 빨간색 궤적으로 표시됨. 출처: ATLAS/CERN

1-3.
>탐구된 또 다른 붕괴 과정 은 힉스 보손이 Z 보손과 광자로 변환되는 과정(H→Zγ)으로, Z 보손은 나중에 전자 또는 뮤온 쌍으로 붕괴됩니다.

_이 붕괴 경로는 가상 입자들의 중간 "고리"를 통해 발생하기 때문에 특히 설득력이 있습니다.

_만약 이 고리에 미발견 입자가 관여한다면, 이 과정은 표준 모형을 넘어서는 물리학을 제시하는 귀중한 단서를 제공할 수 있습니다.

^!^>>>>><<<<

^ 다중우주이든 우리 단독우주이든, 물질 단위 tsp.bosons 그 모든 것은 하나의 보손을 만들어내는데 그 경로도 단 하나 qms 이다.

^ 다중성 보손의 힉스 버전 소립자들의 붕괴들은 모두 sample2.tsp.qcell.qvix.qms 시스템의 n.run 경로를 가진다. 어허.

^ 고로, 우주에는 아직도 발견되지 않은 힉스 보손 그 경계 아래의 무수한 소립자들이 존재한다.

^이를 증명하려는 cern의 노력은 그냥 애들 장난질이다. 허허.

sample2.qoms (standard)
0000000011=2,0
0000001100
0000001100
0000010010
0001100000
0101000000
0010010000
0100100000
2000000000
0010000001

>>>>>>><<<^.^

2.희귀 이벤트 식별의 과제
>이러한 흔하지 않은 붕괴 모드를 감지하는 것은 매우 어려운 작업입니다. H→μμ의 경우, 과학자들은 히그스 보손의 질량과 일치하는 125GeV의 뮤온 쌍 질량 주변에 집중된 미묘한 과잉 현상을 탐색했습니다.

_이 희미한 신호는 관련 없는 과정("배경")을 통해 생성된 수많은 뮤온 쌍에 의해 가려지는 경우가 많아 구분하기 어려울 수 있습니다.

_Z 보손이 이후 전자 또는 뮤온 쌍으로 변환되는 H→Zγ 붕괴는 더욱 구분하기 어렵습니다. 이는 Z 보손이 이러한 방식으로 붕괴되는 경우가 약 6%에 불과하고, 광자가 입자 제트로 쉽게 오인될 수 있기 때문입니다.

_후보 히그스 보손이 광자와 Z 보손으로 붕괴하는 모습, 그리고 Z 보손이 이어서 전자-양전자 쌍으로 붕괴하는 모습. 사진 제공: ATLAS

2-1.
>ATLAS 연구진은 검색 정확도를 높이기 위해 LHC Run 3의 첫 3년간 데이터를 Run 2 데이터 세트 전체와 결합했습니다.

_또한 배경 이벤트를 더 잘 시뮬레이션하기 위한 고급 접근법을 도입하고, 힉스 생성 메커니즘에 따라 기록된 데이터를 정렬했으며, 이벤트 선택 전략을 개선했습니다.

2-2. H→μμ에 대한 증거

>이전 Run 2 데이터 세트를 사용하여 H→μμ에 대한 탐색 에서 ATLAS 공동연구팀은 2 표준편차 수준에서 이 과정의 첫 번째 단서를 발견했지만, CMS 공동연구팀은 2.5 표준편차의 기대 유의수준에서 3 표준편차의 유의수준에 도달했습니다.

_이제 Run 2와 Run 3 데이터 세트를 결합하여 ATLAS 공동연구팀은 2.5 표준편차의 기대 유의수준과 3.4 표준편차의 관측 유의수준으로 H→μμ에 대한 증거를 발견했습니다 .

_이는 결과가 통계적 변동일 확률이 3000분의 1 미만임을 의미합니다!

3.
>H→Zγ 과정과 관련하여, 이전의 ATLAS와 CMS 결합 분석은 Run 2 데이터를 사용하여 이 붕괴 모드의 증거를 찾았습니다.

_이 분석은 배경 단독 가설보다 3.4 표준편차 초과를 보고했으며, 1.6 표준편차가 예상되었습니다. Run 2와 Run 3 데이터를 결합한 최신 ATLAS 결과는 2.5 표준편차 초과를 보고했습니다.

3-1.
>이 분석의 예상 민감도는 1.9 표준편차로, H→Zγ의 붕괴 확률("분기 분율") 측정에 있어 현재까지 가장 엄격한 예상 민감도를 제공합니다.

_이러한 성과는 LHC가 제공한 방대하고 우수한 데이터 세트, ATLAS 실험의 탁월한 효율성과 성능, 그리고 새로운 분석 기법의 활용 덕분에 가능했습니다. 더 많은 데이터가 확보될 예정이므로, 탐험의 여정은 계속됩니다!

회의: 2025년 유럽 물리학회 고에너지 물리학 컨퍼런스

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