在ATLAS实验上测量希格斯粒子与第三代夸克的汤川耦合常数以及对新物理的寻找

Using the proton-proton collision data sample to be collected by the ATLAS detector at 13 TeV with an integrated luminosity about 120/fb, we will study two Higgs production processes: ttH,H→WW* and VH,H→bb. This will be the first time to observe the two Higgs production modes of ttH and VH. From the cross section measurement, the Higgs Yukawa couplings to the top and bottom quarks can be derived with much higher precision than before. The combined analysis of this analysis results with the other Higgs analysis results，will deepen our understanding about the Higgs mechanism, and will also provide very important experimental results for searching for any evidence of the new physics, with comparison to the predictions by the Standard Model theory and the other theories beyond Standard Model theory.

利用ATLAS探测器在13TeV对撞能量下即将采集的积分亮度大约120/fb的质子质子对撞事例样本，通过研究测量ttH,H→WW*过程和VH,H→bb过程，将在实验上首次观察到希格斯粒子的ttH和VH两个主要产生过程，同时测量希格斯粒子与顶夸克和底夸克的汤川耦合常数。最后将结果联合其他对希格斯粒子的测量结果进行联合统计分析，通过比较实验结果和标准模型理论与其它超出标准模型理论的预言，进一步加深对希格斯机制的理解，为寻找新物理提供重要的实验结果和可能的研究方向。

本课题基于ATLAS实验于2015-2018年间采集的139/fb的质子质子对撞事例开展了寻找ttH(多轻子末态)和VH，H->bb过程的研究工作。ttH分析利用36.1/fb数据观测到信号显著性达4.1倍的标准偏差。联合其它的希格斯衰变末态，信号显著性达6.3倍的标准偏差。VH，H->bb分析利用79.8/fb的数据观测到信号显著性为4.9倍的标准偏差，联合VBF/ttH, H->bb的分析，以5.4倍的标准偏差发现了H->bb衰变过程。在分析139/fb数据后，VH,H->bb过程的信号显著性达6.7倍的标准偏差，同时ZH,H->bb和WH，H->bb的信号显著性分别为5.3倍和4.0倍的标准偏差。研究结果首次在实验上证实了希格斯粒子与第三代夸克的汤川耦合的存在，所有测量结果与标准模型预言在误差范围内一致。其中两个实验上首次观测结果研究一起入选了美国物理学会发布“2018年物理学十大进展”。