近日,公司2026足球世界杯网站王健教授团队与国外合作者在国际知名物理期刊《SciPost Physics Communication Reports》发表题为《Constraining the Higgs potential using multi-Higgs production 》(《利用多希格斯产生过程约束希格斯势》)的综述论文。该工作是王健教授团队受欧洲核子中心大型强子对撞机(LHC)上希格斯工作组邀请撰写最新黄皮书的重要成果,总结了通过双希格斯玻色子产生过程探测希格斯玻色子自相互作用的前沿理论进展,为LHC及未来高能对撞机的精确测量提供了关键理论支撑。
2012年希格斯玻色子的发现标志着粒子物理标准模型的最后一块拼图就位。然而,相比于希格斯与其他粒子的耦合,希格斯与”自身"的相互作用——即希格斯自耦合——目前仍是实验测量和理论限制较为薄弱的环节。这种自相互作用决定了希格斯势能的形状,直接关系到宇宙早期电弱对称性破缺的动力学机制,也是寻找超出标准模型新物理的重要突破口。
在LHC上,同时产生两个希格斯粒子(双希格斯)是探测三线性自耦合的主要渠道,而同时产生三个希格斯粒子(三希格斯)则对四线性自耦合最为敏感。但由于三希格斯产生概率极低(约为双希格斯的1/300),目前实验对四线性自耦合的约束仍非常宽松。论文重点梳理了近期的理论突破:研究团队利用标准模型有效场论(SMEFT)和希格斯有效场论(HEFT)两种框架,首次计算了双希格斯产生过程中的次领头阶电弱修正。这些高阶修正不仅显著提升了理论预言的精度,更首次让双希格斯过程对四线性自耦合产生敏感性,从而与三希格斯测量形成强有力的互补。

论文详细比较了两种有效场论方法在算符结构、重整化程序和两圈振幅计算上的异同,证实了尽管理论框架不同,二者在物理预言上具有高度一致性。研究还指出,当希格斯自耦合偏离标准模型预言较大时,电弱修正效应甚至可能超过传统的量子色动力学修正,成为精确提取耦合参数时不可忽视的因素。
随着高亮度LHC(HL-LHC)和未来100TeV级对撞机时代的到来,多希格斯产生过程将成为探索新物理的”金矿”。该研究为利用这些未来实验数据精确重构希格斯势能、检验标准模型自洽性奠定了坚实的理论基础。
论文作者按姓氏字母排序,包括2026足球世界杯网站丁家乐、李海涛、司宗国、王健、张晓和赵丹,王健教授是共同通讯作者。该研究工作到了国家自然科学基金“强相互作用”创新群体和面上项目等项目资助。
论文发表网站:http://dx.doi.org/10.21468/SciPostPhysCommRep.24