上帝粒子–希格斯玻色子还能让我们大吃一惊吗？自2012年发现以来，欧洲核子研究中心ATLAS和CMS合作一直在积极研究这一最新、最神秘的粒子物理学标准模型附加特性。在标准模型中，布伦-恩格勒-希格斯预测希格斯玻色子将与物质粒子(夸克和轻子，称为费米子)相互作用，其强度与粒子的质量成正比，还预测希格斯玻色子将与力载体粒子(W和Z玻色子)相互作用，其强度与粒子质量的平方成正比，因此，通过测量希格斯玻色子的衰变和产生速率。
ATLAS物理学家可以对标准模型进行基本测试，在比利时根特举行欧洲物理学会高能物理学会议（EPS-HEP）上，ATLAS协作组织 发布了一项新的初步结果，寻找希格斯玻色子衰变为μ子和反共子对（H→μμ）。
新的、更敏感结果使用了完整运行的2数据集，分析希格斯玻色子事件几乎是之前ATLAS结果(为ICHEP会议于2018年发布)的两倍。ATLAS和CMS的合作已经观察到希格斯玻色子衰变为tau轻子——介子较重的表亲，属于费米子的第三代。
由于介子比tau轻子轻得多，希格斯玻色子衰变为介子对的几率预计比轻子轻子对低300倍左右。尽管存在这种稀缺性，但H→μμ衰变提供了测量希格斯玻色子与大型强子对撞机中第二代费米子相互作用的最佳机会，为不同费米子世代的质量起源提供了新见解。实验表明，ATLAS能够很好地识别和重建μ子对。通过将ATLAS内探测器和介子光谱仪的测量结果结合起来，物理学家可以获得较好的介子动量分辨率。然而，它们也必须解释一个共同背景——丰富的“Drell-Yan过程”所产生的介子。
在这个过程中，一个介子对是通过一个虚拟Z玻色子或一个光子的交换而产生。为了帮助区分H→μμ信号与此背景，ATLAS团队使用多变量判别式（提升决策树），利用每个事件的不同生产和衰减属性。例如，H→μμ信号事件的特征在于更中心的μ子对系统，并且在横向于碰撞质子的平面中具有更大动量。为了进一步提高搜索的灵敏度，物理学家将潜在的H→μμ事件分成多个类别，每个类别具有不同的预期信号与背景比率。分别研究每个类别，研究所选事件介子对的质量分布。
然后，利用信号和背景过程的不同形状，通过对质谱的拟合，可以同时确定信号和背景丰度。在新的ATLAS结果中，在125 GeV能量的希格斯玻色子质量周围信号区域，并没有观察到在测量背景之上有明显的额外事件。观测到的信号显著性为0.8个标准差，与标准模型的预期偏差为1.5个标准差。希格斯玻色子产生截面乘以分支分数到介子的上限，是标准模型预测95%水平的1.7倍。与以前的ATLAS结果相比，这个新结果代表了大约50%的改进。
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