在發現希格斯玻色子六年之後，物理學家們觀察到了該粒子是如何衰變的——研究人員表示，這對科學家理解粒子物理學的標準模型和整個宇宙做出了巨大貢獻。
當物理學家在2012年發現希格斯玻色子時，物理學界一片沸騰。希格斯玻色子是標準模型預測的一種基本粒子，它與物體如何獲得質量有關。但這一發現並沒有標誌著希格斯玻色子探索的結束。除了預測希格斯玻色子粒子的存在外，標準模型還假設，希格斯玻色子粒子有 60% 的時間會衰變成稱為底夸克（b 夸克）的基本粒子。
在昨天（8月28日）於歐洲核子研究中心（CERN）展示的研究中，歐洲核子研究中心大型強子對撞機（LHC）的ATLAS和CMS合作組織表示，他們已經觀察到希格斯玻色子衰變為b夸克。這一發現為標準模型提供了重要支援，該模型對我們理解世界和宇宙的方式具有許多影響。“希格斯玻色子是標準模型中最不為人所知，而且在許多方面最令人費解的粒子。觀察到它衰變為底夸克是我們理解其性質的一個重要里程碑，”伊利諾伊大學未參與此項研究的高能粒子物理學家傑西·謝爾頓在給Space.com的電子郵件中說。[圖片集：類星體和宇宙透鏡揭示的宇宙膨脹]
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希格斯玻色子粒子的壽命不長。“你永遠無法將希格斯玻色子握在手中，”在瑞士歐洲核子研究中心（CERN）的大型強子對撞機（LHC）的 ATLAS 合作組織工作的實驗高能粒子物理學家詹姆斯·比徹姆對 Space.com 說。但是，比徹姆說，儘管標準模型預測了希格斯玻色子死亡時會發生什麼，但到目前為止，研究人員還沒有觀察到該粒子衰變為 b 夸克。
研究人員表示，儘管觀察希格斯玻色子的衰變可能不如發現該粒子本身那樣引人注目（該發現獲得了2013年諾貝爾物理學獎），但這仍然是一項巨大的勝利。但是這項工作來之不易。為了產生 b 夸克，物理學家基本上是將質子撞擊在一起。這個過程會產生大量的背景“噪聲”，而且 b 夸克“幾乎不可能從背景”“模糊”或稱為射流的較輕粒子噴霧中分辨出來，比徹姆說。
此外，ATLAS 和 CMS 是獨立的探測器，因此在每個探測器上工作的合作組織必須分別進行並確認這些觀察結果，才能“算數”。
這些發現是更好地理解希格斯玻色子和我們宇宙的旅程中的又一大步。每一項新的發現或觀察，例如希格斯玻色子的發現，都有可能引發新的問題和實驗。“首先[你]發現了這個東西，”比徹姆在談到希格斯玻色子時說。“然後，你想測量關於它的一切。”
此外，謝爾頓說，這項工作代表著“我們對標準模型的測試中的一個重要里程碑”。謝爾頓繼續說，“希格斯玻色子在標準模型中的主要工作是賦予物質費米子和弱力載體質量，那麼，觀察到這種衰變是我們第一個直接證據，證明希格斯玻色子像標準模型預測的那樣賦予夸克質量。觀察到這種衰變模式也為潛在的未發現粒子對費米子質量的貢獻留下了更少的空間。”
透過確認這種粒子確實衰變為 b 夸克，這些物理學家已經表明，希格斯場，即比徹姆描述為“瀰漫於整個空間的無形果凍”的希格斯玻色子粒子背後的場，賦予了 b 夸克質量。希格斯場利用希格斯玻色子與其他粒子（如 b 夸克）相互作用，並賦予它們質量。
像這樣的實驗使物理學家不僅可以驗證標準模型對希格斯玻色子和 b 夸克的預測，還可以挑戰標準模型的預測。“到目前為止，標準模型一直在獲勝，”比徹姆說。“[但是]如果我們發現證據表明它不是那麼標準，”比徹姆繼續說道——如果我們發現諸如“額外的夸克、像向量類夸克、輕子夸克、暗物質這樣的怪異事物”——那麼我們也可能對我們的宇宙如何運作有一個全新的理解。
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