$CP$-odd form factor in the $HWW$ vertex

宇宙建立在一套基本力的基础之上，这些力将物质凝聚在一起，又将其推开。几十年来，物理学家一直依赖于一个被称为“标准模型”的高度成功的理论，来描述这些力和携带它们的粒子。该理论的核心是一个特殊的场，它赋予其他粒子质量，就像在浓稠的水中移动会让你减速一样。这一场的物理证据是一种被称为希格斯玻色子的粒子，它于2012年被发现。自那次发现以来，科学家们一直忙于以极高的精度测量它的属性，检查它的行为是否完全符合理论预测，或者是否显示出某些全新的、意想不到的迹象。测试该理论最重要的方法之一，就是观察希格斯玻色子如何与其他粒子相互作用，特别是与W玻色子（即弱核力的载体）之间的相互作用。

墨西哥贝内梅里塔自治大学的研究人员开展的一项新研究，深入观察了希格斯玻色子与这些W玻色子之间一种非常微妙的相互作用。在粒子物理学的标准观点中，希希格斯玻色子可以衰变为两个W玻色子，但由于能量和质量定律的限制，在这一过程中，不可能两个W玻色子同时都是完全稳定且“真实”的。其中一个必须是一个转瞬即逝的虚粒子，在转化为其他物质之前仅存在极短的一瞬。研究人员关注了这种相互作用中一个特定的、罕见的特征，该特征涉及一个被称为“宇称”的属性，这本质上描述了一个系统在镜像反射时看起来的样子。虽然主要的力量通常对左和右一视同仁，但某些罕见的量子效应会产生微小的差异。该团队致力于计算标准模型内部这种打破镜像对称效应的具体强度，这是一个此前尚未用数字回答过的问题。

通过使用强大的计算机模拟进行复杂的计算（这些计算涉及粒子在出现与消失之间的循环），研究人员发现这种打破镜像的效应确实存在，但它极其微弱。他们发现，只有当两个W玻色子具有不同的能量时，该效应才会产生，而这种情况在希格斯玻色子的衰变中总是成立。该效应的大小是由其他粒子的“圈”（loops）决定的，特别是那些在相互作用中短暂出现的重夸克和轻子。研究人员计算出，这种效应的强度大约为十万分之一。为了直观理解，如果你试图在十万人的群众中探测到这个信号，你就像是在寻找一个步调稍微有些不一致的人。这个数值远小于目前的探测技术所能捕捉的范围，目前的探测技术只能检测到比此值大约一百亿倍的信号。

尽管目前还太小而无法被观测到，但发现这种效应非常重要，因为它代表了标准模型的一个真实预言。研究人员表明，这种微小的信号并非由物理定律中根本性的对称性破缺引起的，而是由粒子在“圈”中运动和相互作用的方式引起的。然而，由于该信号具有复杂的数学结构，它会产生一种无法消除的背景噪声。如果科学家在未来发现了更强的打破镜像效应，他们需要准确知道这个微小的标准模型背景有多大，才能确定自己看到的是某种新物理现象。该研究还观察了这种微弱效应如何改变粒子从衰变中飞出的方式。他们发现，它会导致粒子在运动方向或自旋方式上产生极其轻微的偏好。这些被称为“不对称性”的现象也非常微小，其数值大约在百万分之一或千万分之一左右。

论文总结道，虽然这些效应是真实的且已被首次计算出来，但它们目前对于我们最灵敏的探测器来说是不可见的。用于发现希格斯玻色子的巨大机器——大型强子对撞机，目前还不具备测量这些微小偏差的灵敏度。研究人员指出，未来在分析粒子自旋和方向方面取得的进步，或许最终能让我们更接近这一目标。在此之前，这项工作充当了一份至关重要的地图，定义了标准模型预测的精确基准。它确保了当我们最终看到打破镜像的信号时，我们会确信它来自于新物理，而不是来自我们遗漏的计算。这项研究证实，即使是在最微妙和隐蔽的角落，宇宙也与现有的规则保持一致。