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今年七月,大型強子對撞機 (Large Hadron Collider) 的物理學家宣佈,他們發現了一種新粒子,看起來很像長期以來人們一直尋找的希格斯玻色子。事實上,他們發現的類希格斯粒子幾乎是完美的——根據現有資料,它看起來幾乎完全像粒子物理學標準模型預測的希格斯玻色子的樣子。這一發現讓物理學家們感到鼓舞,他們終於抓住了難以捉摸的希格斯玻色子,但也助長了人們的擔憂,即大型強子對撞機不會帶來任何令人震驚的新觀測結果來讓人困惑。因為如果物理學家沒有發現任何與現有理論相沖突的東西,我們又將如何加深我們的理解呢?
本週,在大型強子對撞機工作的物理學家們正在分享自最初宣佈以來的第一批第一批希格斯資料。當然,大型強子對撞機無法直接觀察到希格斯玻色子,因為它會迅速衰變成其他基本粒子。相反,物理學家必須統計探測器觀察到的粒子數量,並梳理出可能來自瞬間存在的希格斯玻色子的粒子。如果標準模型是正確的,物理學家就知道他們應該看到多少這些子粒子。任何與預期數量的偏差都將表明標準模型之外正在發生某些事情。
唉,本週在日本京都強子對撞機物理學研討會上展示的大部分希格斯玻色子結果都完全符合我們的標準理解。 ATLAS和CMS(大型強子對撞機上最大的兩個粒子探測器)的物理學家擁有大約是七月份兩倍的資料;這些新資料並沒有顯著改變初步結論,即大型強子對撞機正在觀察到一個普通的標準模型希格斯玻色子。
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可以肯定的是,現在仍處於早期階段,隨著時間和資料的積累,物理學家可能會了解到希格斯玻色子與標準模型的預測有所不同,甚至可能會發現不止一個希格斯玻色子。
而且,這也不是說新的結果缺乏趣味。在七月份,物理學家發現希格斯玻色子衰變成兩個光子的頻率略高於預期。這可能是新物理學的暗示嗎? 有可能。 這也可能只是一個統計上的小波動,會在即將到來的資料洪流中消失。 但是,雖然 ATLAS 和 CMS 物理學家本週更新了他們關於許多其他希格斯玻色子衰變的結果,但在光子衰變問題上,他們選擇保持沉默。 本週,最令人著迷的觀察結果是不存在的觀察結果。
圖片由 CMS/CERN 提供