ZH → μμ cc 過程的候選事件，其中 Z 玻色子和希格斯玻色子衰變為兩個μ子(紅色軌跡)和兩個帶魅力標記的噴流(藍色錐體)。(圖片：ATLAS 合作)

ATLAS 希格斯物理計劃的核心目標是越來越精確地測量希格斯玻色子與基本費米子和玻色子相互作用的強度。根據電弱對稱性破缺理論，這些相互作用是產生粒子質量的原因。相互作用強度可以通過精確測量希格斯玻色子的產生過程和衰變成相關粒子的過程來確定。

在最近舉行的 2024 年國際高能物理會議 (ICHEP) 上，ATLAS 合作小組展示了對希格斯玻色子與三個最重夸克(頂夸克、底夸克和粲夸克)相互作用強度的改進測量。新結果基于對 2015-2018 年 LHC Run 2 數據的重新分析，分析方法顯著增強，包括改進的噴流標記。

當希格斯玻色子衰變成一對夸克時，每個夸克都會碎裂，形成一束平行的粒子(主要是強子)，可以在探測器中觀察到。噴流標記的目的是通過詳細分析噴流的性質來確定哪種類型(或“味”)的夸克產生了特定的噴流。借助針對粲夸克和底夸克的全新定制噴流(或“味”)標記技術，ATLAS 研究人員成功顯著提高了分析的靈敏度。結合其他分析改進，他們分別將對 H→bb 和 H→cc 衰變的靈敏度提高了 15% 和三倍。

對希格斯玻色子與 W 或 Z 玻色子結合產生并衰變成一對底夸克或粲夸克的最新測量首次觀察到 WH、H→bb 過程，其顯著性為 5.3σ，對 ZH、H→bb 過程的測量顯著性為 4.9σ。希格斯玻色子衰變成 c 夸克的過程相對于衰變成 b 夸克的過程被抑制了 20 倍的質量，因此仍然太罕見而無法觀察到。ATLAS 將 VH、H→cc 過程的速率上限設定為標準模型預測的 11.3 倍。這些結果是迄今為止對這些過程最精確的探測，并且它們與標準模型兼容。

對希格斯玻色子與頂夸克相互作用的新測量重點是希格斯玻色子與兩個頂夸克的相互作用以及隨后衰變成一對底夸克的過程。這一具有挑戰性的過程具有非常復雜的最終狀態，并且受到巨大背景的影響。新的分析得益于對涉及頂夸克的主要背景過程的深入理解，將靈敏度提高了兩倍，并測量了 ttH、H→bb 產生的信號強度為 0.81 ± 0.21，相對于標準模型的預測。

進一步改進的分析技術和正在進行的 3 次運行的新數據有望以更高的精度測量這些相互作用。在尋找 H→cc 方面取得的這些進展提高了人們對高亮度 LHC (HL-LHC) 的期待，在該裝置中檢測這一過程已進入可行性領域。