驚鴻一瞥,或許就是希格斯玻色子──但要等到2012年。 驚鴻一瞥,或許就是希格斯玻色子──但要等到2012年。

驚鴻一瞥,或許就是希格斯玻色子──但要等到2012年。

驚鴻一瞥,或許就是希格斯玻色子──但要等到2012年。

歐洲核子研究中心(CERN)的物理學家們今天上午宣布,他們可能已經捕捉到了難以捉摸的希格斯玻色子的最初跡象,但還需要進行更多的數據分析才能正式宣布發現它。大型強子對撞機(LHC)訊號的波動並不能確鑿地證明所謂「上帝粒子」的存在,至少目前還不能——但至少這些訊號足以讓我們對現代物理理論保持信心。

物理學家在新聞發布會上表示,兩台探測器一直在篩選大型強子對撞機(LHC)超高能質子碰撞產生的碎片,迄今為止,它們已經發現了希格斯粒子的「誘人跡象」。根據阿特拉斯探測器和CMS探測器分別提供的證據,這種粒子的質量約為125至126吉電子伏特,大約是質子的125倍。

根據最新測量結果,如果它確實存在,其品質必定在117至127 GeV之間。這相對較窄的質量範圍是先前大型強子對撞機(LHC)和Tevatron加速器實驗的結果,這些實驗已經排除了其他可能的天體尺寸。

「就目前來看,我們觀測到的現像要麼與背景波動相符,要么與玻色子的存在相符,」CMS實驗發言人圭多·託內利說。 “更精細的分析以及這台卓越的機器在2012年提供的更多數據,最終肯定會給出答案。”

Atlas發言人法比奧拉·賈諾蒂也對此表示異議——「這種異常值可能是波動造成的,但也可能另有隱情。現階段我們無法得出任何結論,」她說。 “我們無需等待太久就能獲得足夠的數據,並期待在2012年解開這個謎團。”

全世界的物理學家(以及對物理學充滿嚮往的人)都翹首以盼,在線上和大學會議室密切關注著週二的發表會。人們普遍預期會傳來發現希格斯玻色子的消息,雖然阿特拉斯團隊和CMS團隊都沒有聲稱取得了這樣的突破,但他們也確實沒有發現希格斯玻色子。

Atlas探測器的結果表明,希格斯粒子的質量約為125至126 GeV,置信度為3.6個標準差(3.6σ)。 CMS團隊則觀測到希格斯粒子的質量約為124 GeV,置信度為2.6σ。在粒子物理學中,真正的發現需要達到五倍標準差(5σ)的置信度,因此我們目前尚未達到這個標準。三倍標準差的結果足以顯示該粒子可能存在。

CMS/CERN

或者,正如《衛報》部落客約翰巴特沃斯精彩地解釋的那樣:

一位物理學家看到了一個謎團
然後他喊著媽媽:“飛豬,媽!”
她說:“會飛的豬?”
接下來你就會見到希格斯粒子了!
他說:“不,不到五西格瑪絕不!”

在大型強子對撞機(LHC)中,質子間的高能量碰撞會將粒子分解成其組成部分。在極高的能量下,物理學家們期望能觀測到希格斯玻色子從這團碎片中誕生。人們認為,希格斯玻色子所蘊含的微弱能量賦予了所有其他粒子質量,因此它至關重要。此外,希格斯玻色子也是粒子和力的標準模型中唯一尚未被觀測到的粒子——因此,如果最終完全沒有發現它,那也將非常有趣。

歐洲核子研究中心(CERN)的管理人員先前已決定讓大型強子對撞機(LHC)運行至2012年,以提高找到希格斯玻色子的幾率。由於數據不斷增加,阿特拉斯(Atlas)和CMS團隊對明年某個時候獲得真正的五西格瑪結果持樂觀態度。

我們之前也曾聽過關於發現希格斯玻色子的傳聞,但沒有任何一次像週二的公告那樣令人振奮。除了統計上的顯著性(至少對阿特拉斯探測器是如此)之外,正如《紐約時報》指出的那樣,至關重要的是,兩個不同的探測器都探測到了有趣的現象,而且質能範圍大致相同。

今天公佈的結果最令人驚嘆之處在於它開啟了可能的新途徑。如果希格斯玻色子的質量確實在117到127 GeV之間,那麼相對而言,它的質量其實相當小。物理學家一度認為它的質量可能高達600 GeV。如果它像這些結果所暗示的那樣很小,那就意味著它必須與另一個粒子一起存在才能保持穩定。因此,無論我們透過更多的數據了解什麼,有一點是肯定的——未來還會有更多的發現。