CMS合作组通过寻找希格斯玻色子共振产生，探索超出标准模型的新物理。近期，CMS合作组研究论文“重共振态粒子衰变导致的希格斯玻色子产生过程的寻找”（Searches for Higgs boson production through decays of heavy resonances）在《物理学报道》（Physics Reports）发表。北京大学物理学院技术物理系CMS团队周辰课题组对该论文作出了重要贡献。

自2012年ATLAS和CMS合作组发现希格斯玻色子以来，寻找高质量的共振态新粒子衰变到1个希格斯玻色子+另1个粒子（如2个希格斯玻色子、1个希格斯玻色子+1个较低质量的共振态新粒子）一直是LHC新物理寻找项目的重要部分。这些寻找对许多重要新物理模型敏感，包括扩展希格斯模型、额外维模型等。

图1：希格斯玻色子共振产生的代表性费曼图

CMS合作组使用LHC二期运行数据，总结、联合诸多的衰变道，得到了希格斯玻色子共振产生的截面上限。此结果与标准模型预期无明显偏差，并在很大的质量范围内给出了目前为止最严格的限制。基于希格斯玻色子共振产生的截面上限，CMS合作组进而对相关的新物理模型进行了诠释，给出了模型参数空间的实验约束，并与其他新物理寻找渠道的结果形成了很好的互补。

图2：希格斯玻色子共振产生的截面上限

图3：对额外维模型参数空间的实验约束

周辰课题组在联合分析、物理诠释等方面对该论文作出重要贡献。课题组专职副研究员Alexandra Carvalho获选在CMS合作组内部做预审核报告，并担任论文中联合分析的负责人。

《物理学报道》是大物理学领域顶级期刊，创刊于1971年，影响因子为23.9。上述工作得到北京大学建设世界一流大学（学科）和特色发展引导专项、国家自然科学基金、国家重点研发计划等支持。

论文原文链接：https://doi.org/10.1016/j.physrep.2024.09.004