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大型强子对撞机给出的数据将证实一种新粒子的存在。但它究竟是不是希格斯子，还暂时无法确定。
根据《自然》杂志的消息，欧洲物理学家将于本周三公布关于一种全新的粒子存在的证据。而这种粒子是不是众望所归的“上帝粒子”——希格斯-玻色子，官方的确认还需要更多数据来佐证。 尽管主流媒体之间仍然谣言不断，位于日内瓦附近的欧洲核子研究组织（CERN）粒子物理实验室的物理学家们已经在悄悄地庆祝了。“毫无疑问，我们获得了重大发现，”来自超环面探测器（ATLAS）研究小组一名匿名的工作人员表示，“这将是一次重大的突破。” 在过去的近半个世纪里，物理学家们预测存在一种粒子，它赋予其它所有物质的质量。这种被以理论物理学家皮特-希格斯（Peter Higgs）名字命名的玻色子，是科学家为了将电磁力和弱相互作用力统一为“弱电相互作用”而引入的。它被认为是粒子物理标准模型里终极的、具有决定性的最后一块拼图。 ATLAS的物理学家们在去年就看到了有关希格斯子的一线曙光，但直到上周他们才得到确凿的证据。研究人员在类希格斯子衰变为一对光子的过程中观测到了信号，这个过程是LHC在记录下的亿万次质子对撞实验中，窥测到希格斯子的最简明的方法。ATLAS的研究人员告诉《自然》杂志记者，这批数据包含了“足够多的”碰撞事件，加速电压约为125千兆电子伏，与去年数据得到的值相同。同样的信号在希格斯子的其它衰变通道中也被观测到，例如类希格斯子衰变成四个轻子的过程。 ATLAS的主要竞争对手，紧凑μ子螺线管（CMS, Compact Muon Solenoid）实验小组，同样在2012年的数据中发现了希格斯子存在的证据。据该小组一位不愿透露姓名的物理学家透露，“实际上你一定会对我们的结论持怀疑态度，但我们仍决定在周三公布这个结果。” 理论物理学家们坚持只有当置信度高于5σ时，才会公布这个发现。这意味着发生错误的概率小于0.00003%。ATLAS探测器和CMS探测器分别观测到了介于4.5到5倍σ之间的置信度，距离可信的结果仅一步之遥。该结果与位于伊利诺伊州费米实验室、如今已经弃置的万亿电子伏特加速器（Tevatron）曾经的结果相符合。 CERN的通讯主管詹姆斯-吉利斯（James Gillies）证实，在20世纪60年代构想了希格斯子机制的四位理论物理学家——弗朗索瓦·恩格勒特（Fran ois Englert）、卡尔-哈根（Carl Hagen）、皮特-希格斯（Peter Higgs）和杰拉德-古拉尼克（Gerald Guralnik），都会出席周三的发布会，但对发布会的内容他仍三缄其口。“事情还在发展中，”他说，“在ATLAS和CMS的发言人携手走上讲台之前，任何的猜测都为时过早。” 物理学家们如今将注意力转移到理解这种新粒子上，其中一项重要的工作是，确定这种粒子是否表现为提供质量的希格斯子，或者更确切的说，是否是标准模型中预测的希格斯子。科学家们首要的任务是，精确观测这种粒子在LHC的探测器中产生和衰变的不同方式。由于标准模型所预言的未知粒子可能会干扰相关的量子力学行为，希格斯子产生和衰变的速率也会随之改变。 “谢天谢地，我们已经观察到了共振现象，”密歇根大学安娜堡分校名誉教授马丁努斯-韦尔特曼（Martinus Veltman）说。他在1999年曾因在标准模型理论的贡献获得当年的诺贝尔物理学奖。“而现在我们需要确认，它是否表现出希格斯子所具有的性质。” |
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