希格斯玻色子的发现为检验标准模型及寻找超出标准模型的新物理提供了新途径，对其性质的精确测量是当前粒子物理研究的重要课题。目前，希格斯与矢量玻色子及第三代费米子（陶轻子、顶夸克和底夸克）的耦合在大型强子对撞机实验上已被发现并精确测量，探测希格斯与第二代费米子（例如缪子、粲夸克）的相互作用成为基本粒子物理下一个重要里程碑。

W玻色子及大动量希格斯联合产生的事例显示图，其中希格斯粒子衰变到一对粲夸克

希格斯玻色子的发现为检验标准模型及寻找超出标准模型的新物理提供了新途径，对其性质的精确测量是当前粒子物理研究的重要课题。目前，希格斯与矢量玻色子及第三代费米子（陶轻子、顶夸克和底夸克）的耦合在大型强子对撞机实验上已被发现并精确测量，探测希格斯与第二代费米子（例如缪子、粲夸克）的相互作用成为基本粒子物理下一个重要里程碑。

北京大学物理学院技术物理系、核物理与核技术国家重点实验室高能物理团队李强研究员课题组，与欧洲核子研究中心（CERN）曲慧麟课题组合作，利用CERN的大型强子对撞机的紧凑缪子线圈（Compact Muon Solenoid, CMS）探测器所收集的13万亿电子伏特的质子—质子对撞数据，通过希格斯与W、Z规范玻色子的联合产生过程，对希格斯的粲夸克衰变道进行了探寻。合作团队开发了基于图神经网络的深度学习喷注标记技术ParticleNet，并应用于大动量希格斯的探测，大幅提高了物理灵敏度。最终，团队得以在强子对撞机上首次观测到Z玻色子到粲夸克衰变过程（统计显著度为5.7个标准差），并获得了希格斯与粲夸克汤川耦合的世界最强实验限制。

相关结果于2023年8月7日发表于《物理评论快报》，并被选为“编辑推荐”（Editors’ Suggestions）。欧洲核子研究中心曲慧麟研究员（北京大学物理学院2014届本科毕业生）担任分析负责人，北京大学物理学院2019级博士研究生李聪乔（北京大学物理学院2019届本科毕业生）在CMS合作组内作了预审核报告。上述研究工作得到国家自然科学基金、科技部国家重点研发计划的大力支持。

论文原文链接

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.061801