由矢量玻色子融合产生并衰变为不可见粒子的希格斯玻色子的候选事件显示。信用：欧洲核子研究组织
这些合作为希格斯玻色子转化为不可见粒子的比例设定了严格的新界限。
希格斯玻色子在转化或“衰变”成其他粒子之前只存在极短的时间。正是通过对其中一些衰变产物的检测，这种独特的粒子在大型强子对撞机 (LHC) 的粒子碰撞中首次被发现——并将继续被发现。
但是，如果希格斯玻色子也衰变为 LHC 探测器不可见的意想不到的新粒子，例如可能构成渗透宇宙的暗物质的粒子，那又会怎样?LHC 的 ATLAS 和 CMS 合作在最近的两项研究中探索了这种可能性，为希格斯玻色子衰变成不可见粒子的比例设定了严格的新上限。
根据粒子物理学的标准模型，希格斯玻色子间接衰变为已知的不可见粒子——几乎无质量的粒子，称为中微子——只有 0.1% 的时间。然而，如果暗物质是由相互作用太弱而无法检测到的粒子组成的，正如许多物理学家所怀疑的那样，暗物质粒子可能会与希格斯玻色子相互作用，如果不是太大，也会让希格斯玻色子衰变为它，增加不可见的希格斯玻色子衰变的比例。
在他们最新的独立调查中，ATLAS 和 CMS 合作在 LHC 第二次运行期间收集的质子-质子碰撞数据中寻找不可见的希格斯玻色子衰变。两个团队都在寻找一种特定类型的碰撞事件，其中希格斯玻色子通过称为矢量玻色子融合的过程产生，然后衰变为不可见的粒子。
这些矢量玻色子融合事件包含向粒子探测器任一端发射的额外粒子喷射或“射流”，使得这种希格斯玻色子产生模式比其他模式更容易被发现。连同不可见粒子会带走的碰撞产物中的“缺失能量”，这些喷流及其特性为这种不可见的希格斯玻色子事件提供了独特的特征。
ATLAS 和 CMS 搜索没有发现这些不可见的希格斯玻色子事件的实例会超过模拟所需事件的背景事件的预期数量。然而，他们表明，希格斯玻色子在一定时间内不能更频繁地衰变为不可见粒子：ATLAS 为15% ，CMS 为18%，而基于标准模型计算机模拟的预期百分比为 10%。 ATLAS 和 CMS。
这些界限相互吻合，当在暗物质模型的背景下解释时，它们转化为暗物质粒子与原子核相互作用强度的界限，补充了从寻找暗物质的非对撞机实验中获得的界限。
随着大型强子对撞机将于今年晚些时候重启并提供更多数据，ATLAS 和 CMS 无疑将继续用希格斯玻色子追逐隐形。
