宇宙中的正物质远远多于反物质，这对于大多数人来说似乎是个理所当然的现象，却一直困扰着粒子物理学家：大爆炸应该产生同等数量的正反物质，而现在他们的差别太大了，现有的理论却无法解释这是为什么。理论家提出，某些相互作用导致了正反物质数量的不对称，而这些相互作用的特点之一，就是电荷宇称不守恒，也称CP破坏。已经被广泛论证的理论中也存在着电荷宇称不守恒的过程，比如弱相互作用，然而这些过程的CP破坏程度太小，不足以解释正反物质数量的巨大差别。因此，寻找超出现有理论的CP破坏，一直是粒子物理学家们寻找正反物质不对称来源的重要手段。

2012年希格斯玻色子在大型强子对撞机实验（LHC）被发现，给寻找CP破坏提供了一个全新的途径。浙江大学物理系肖朦研究员课题组利用LHC的紧凑缪子线圈（CMS）实验在2016-2018年所采集的数据，研究了希格斯玻色子与最终的夸克—顶夸克之间的相互作用是否存在CP破坏。要研究这种相互作用，希格斯粒子与顶夸克对协同产生过程（ttH）是最主要的产生途径，不过它在LHC上发生的概率很小，只有1%的希格斯玻色子是这么产生的。研究包括的另一种产生模式，希格斯粒子与单个顶夸克协同产生过程(tH)，发生的概率更小，只有ttH的1/6。

在粒子物理现有的模型标准模型中，希格斯粒子的宇称为偶，要观测到CP破坏，即意味着奇宇称态同时存在。ttH和tH过程的产生截面很小，将它们从海量的背景中找出就已经很复杂。而在此基础上，研究还需要进一步区分宇称为偶和宇称为奇的贡献各自多大。最终，研究测量到奇宇称的贡献与0符合，即CP破坏为0，希格斯玻色子与顶夸克之间的相互作用为纯奇宇称的假设被排除在3.2倍标准偏差。

这个研究第一次揭示了希格斯玻色子与费米子（即自旋为1/2的粒子）间相互作用的宇称，补齐了希格斯性质拼图中的重要一块。结果发表在Physical Review Letters (Phys. Rev. Lett. 125, 061801)。作为大型国际合作实验CMS的研究，该课题的合作者来自美国、法国等多家机构，肖朦研究员担任本篇文章编辑。该研究作为CMS实验的亮点工作，在CMS官方网站【1】，以及CERN的期刊CERN Courier被报道【2】。近期，肖朦研究员还被CMS合作组任命为希格斯联合分析及有效场论组召集人。

【1】https://cms.cern/news/photon-pairs-illuminate-higgs-particle-top-quarks-and-their-connection

【2】https://cerncourier.com/a/first-foray-into-cp-symmetry-of-top-higgs-interactions