美国基础科学再次突破,科学家们发现了三个大质量W玻色子结构

美国科学家们昨天宣布 , 他们首次观测到了三个大质量W玻色子 , W玻色子作为电弱力的载体粒子 , 在粒子物理的标准模型中起着非常非常非常重要的作用 。尽管W玻色子在近40年前被发现 , 但它这么多年来仍有很多奥秘困扰着科学家 。科学家们分析了ATLAS探测器在2015年至2018年间记录的LHC Run-2数据集 , 以观察统计显著性为8.2标准差数据 。8.2这个标准差数据远远高于所需的5标准差阈值 。
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达到这样的精确度绝非易事 。美国科学家们们分析了大约200亿个由ATLAS实验记录和预过滤的碰撞事件 , 只寻找实验过程中预期的几百个事件 。虽然有人工智能筛查机制的帮助 , 但是这个工作量依然很大 。
作为已知最重的基本粒子之一 , W玻色子能够以几种不同的方式衰变 , 科学家们将研究重点放在了四种最有可能被发现的衰变模式上 。在其中三种模式中 , 两个W玻色子衰变为带电轻子(电子或μ子) , 或者携带相同的正电荷或负电荷 , 而第三个W玻色子衰变模式为一对轻夸克 。在第四种衰变模式中 , 所有三个W玻色子都衰变为带电轻子和中微子 。
为了从大量数据中提取大质量W玻色子出现的信号 , 科学家们使用了一种称为增强决策树BDTs的机器学习技术 。BDT可以被训练来识别ATLAS探测器中的特定信号 , 发现已知变量之间的微小但非常关键的差异 。为了进行这项分析 , 物理学家们训练了两个BDT:一个用于第二种衰变 , 使用12个变量 , 另一个用于第三种衰变 , 使用11个变量 。
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