CMS记录迄今最高能量轻子对，检验复合希格斯玻色子可能性

CMS实验近日利用大型强子对撞机第二阶段运行以及第三阶段运行前两年，即2022年至2023年收集的完整质子—质子碰撞数据集，寻找希格斯玻色子可能由更小组成部分构成的线索。分析结果显示，实验数据与标准模型预测相符，尚未发现指向新物理的证据。

希格斯玻色子是基本粒子，还是具有更深层结构的复合粒子，是粒子物理学长期关注的问题。为检验这一可能性，CMS团队采用两条互补路径：一方面直接寻找可能在大型强子对撞机中产生的新重粒子;另一方面通过高能电子对和μ子对产生过程中的细微偏差，间接探测质量更高、难以直接产生的新粒子影响。

此次研究分析了质心能量为13 TeV和13.6 TeV的质子—质子碰撞事件，筛选出包含两个高能电子或两个高能μ子的事件，以研究质量可达数TeV的轻子对。其中，CMS记录到一个由两个电子组成、质量达到5.2 TeV的事件，这是该实验迄今观测到的质量最高双电子事件。这类高能、稀有事件为寻找标准模型之外的新粒子和相互作用提供了重要窗口。

研究还采用了一种新的模拟方法。该方法无需针对每一种新物理假设分别生成独立模拟样本，而是通过对标准模型模拟结果进行重新加权，在保持理论精度的同时预测不同新物理情景可能产生的效应。

尽管未发现偏离标准模型的信号，该分析仍对电弱斜参数W和Y给出了CMS迄今最严格限制。标准模型预言这两个参数为零，它们可用于以较少依赖具体模型的方式描述新重粒子可能带来的影响。结合CMS第二阶段运行期间对重W′玻色子的搜索结果，该研究也对若干复合希格斯玻色子模型提出了目前CMS最强约束，进一步压缩了相关新物理理论的参数空间。

参与研究的马德里CIEMAT博士生奥利弗·卡雷特罗表示，虽然目前尚未发现复合希格斯玻色子的证据，但这一结果显示，大型强子对撞机的精密测量在寻找新物理方面具有重要能力;随着未来运行积累更多数据，相关技术有望进一步提升对标准模型之外间接迹象的探测能力。