750 GeVの二光子過剰

素粒子物理学における750 GeVの二光子過剰は、2015年に大型ハドロン衝突型加速器（LHC）で収集されたデータの異常であり、新しい粒子または共鳴の兆候であった可能性があります。 2016年に収集されたデータには異常は見られず、二光子過剰は統計的な変動であることが示唆されました。 2015年12月から2016年8月までの結果の間に、この異常は約500の理論的研究を含む科学界に大きな関心を集めました。仮説粒子は、異常が発生した崩壊チャネルのため、科学文献ではギリシャ文字letter（ディガンマと発音）で示されました。ただし、データは常に新しい標準粒子がない場合に予想されるものとは異なる5標準偏差（シグマ）未満であり、そのため、異常は素粒子物理学の発見を発表するために必要な統計的有意性の許容レベルに決して達しませんでした。 2016年8月の結果の後、統計的変動と見なされたため、異常への関心は低下しました。実際、異常のベイジアン分析により、2015年に収集されたデータはジェフリーズ規模の「実質的な」証拠であるが、2016年に収集されたデータと2015年に収集されたデータを組み合わせたものがジガンマに対する証拠であることがわかった。

2015年12月のデータ

2015年12月15日に、CERNでのATLASとCMSのコラボレーションは、13 TeVの質量エネルギー中心での大型ハドロン衝突型加速器（LHC）の2回目の運用の結果を提示しました。結果のうち、衝突で生成された高エネルギー光子のペアの不変質量分布は、約750 GeV / c 2での標準モデルの予測と比較してイベントが過剰であることを示しました。偏差の統計的有意性は3.9および3.4各実験の標準偏差（局所）。

過剰は、約750 GeV / c 2の質量を持つ2つの光子に崩壊する新しい粒子（ジガンマ）の生成によって説明できた可能性があります。過剰分を説明するために必要な13 TeVの重心エネルギーでの断面積に、2つの光子への分岐部分を掛けると、

σ（pp→ϝ）×Br（ϝ→γγ）≈5fb{\ displaystyle \ sigma（pp \ to \ digamma）\ times {\ rm {Br}}（\ digamma \ to \ gamma \ gamma）\ approx 5 \ 、{\ rm {fb}}}

（fb = femtobarns）

この結果は、予想外でしたが、以前の実験、特に8 TeVの低質量中心エネルギーでのLHC測定と互換性がありました。

2016年8月のデータ

2016年上半期にATLASおよびCMSによって収集されたより大きなデータのサンプルの分析では、Ϝ粒子の存在は確認されませんでした。

素粒子物理学研究への影響

ATLASおよびCMS実験によるフォローアップ検索で750 GeVのバンプが観察されなかったことは、素粒子物理学のコミュニティに大きな影響を与えました。 5シグマの発見のしきい値よりも低い初期の重要性にもかかわらず、多くの物理学者は、特に理論コミュニティによる極端な関心によって証明されるように、最初の過剰を発見に等しいものとして扱いました。このイベントは、LHCが根本的に新しい粒子を発見したいというコミュニティの要望と、先験的に未知の信号を検索することの難しさを強調しました。