希格斯场第二共振态的实验信号

在 620$\div$740 GeV 不变质量区间内，我们分析了 ATLAS 的 4-轻子事例样本，其可能指示一个主要通过胶子-胶子融合产生的新标量共振。这些数据暗示存在一个新重态 $H$，其质量 $660\div 680$ GeV 与近期提出的假想希格斯场第二共振态的理论范围 $M_H = 690 \pm 10 ~(\rm stat) \pm 20 ~(\rm sys)~ \rm GeV$ 吻合良好，且该态将以与 125 GeV 低质量态相同的典型强度耦合到纵向 W 玻色子。由于总宽度 $\Gamma_H$ 极不确定，为强化对这一珍贵 ATLAS 数据的分析，我们考虑了共振峰截面 $\sigma_R(pp\to H \to 4l)$ 与比值 $\gamma_H=\Gamma_H/M_H$ 之间的特定关联。该关联应几乎对 $\Gamma_H$ 的精确值不敏感，而主要由较低质量 $m_h=$ 125 GeV 决定。等价地，若该关联成立，也可由高质量区间 620$\div$740 GeV 的 4-轻子数据拟合出 $m_h$。结果 $(m_h)^{\rm fit} \sim (125 \pm 13)$ GeV 重现了希格斯粒子质量的直接测量，从而支持 $m_h$ 与 $M_H$ 是同一场的两个不同激发质量的想法。因此，若结合 ATLAS $\gamma\gamma$ 分布中 680 GeV 处的超出，现已有同一质量区间新共振的两个信号。尽管就定量而言各效应的全局统计显著性均不高，但 4-轻子道中尖锐的 $\gamma_H-\sigma_R$ 关联仍应促使我们严肃对待这些迹象。