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大型强子对撞机实验显示存在新上帝粒子

2013年3月14日,欧洲核子研究组织发布新闻稿表示,先前探测到的新粒子是希格斯玻色子。

大型强子对撞机实验显示存在新上帝粒子

来自欧洲核子研究组织(CERN)的数据图,蓝色线显示的是123.5GeV的新玻色子信号,红色线则显示126.5GeV的新玻色子信号。

等待了半个世纪之后,科学家终于追踪到了希格斯玻色子(即“上帝粒子”)。而就在这种难以捉摸的粒子确认后不久,最新的大型强子对撞机(LHC)实验数据显示,可能存在着新的上帝粒子。

希格斯玻色子是粒子物理学标准模型预言的一种基本粒子,在赋予其他基本粒子——如W玻色子和Z玻色子——质量的过程中至关重要。不过,制造出希格斯玻色子需要极大的碰撞能量,科学家耗费了数十年时间,才利用大型强子对撞机(LHC)和超级粒子加速器(来自费米实验室,现已退休)揭开其神秘面纱。

寻找希格斯粒子有如大海捞针。物理学家需要观测数百万甚至数十亿次的碰撞事件,对获得的数据进行分析,寻找希格斯粒子的蛛丝马迹。之后正如《科学美国人》杂志所说,自从希格斯粒子宣布证实以来,科学家一直都在重新审视ATLAS实验的数据,试图找出可能存在的异常现象,而这次他们真的找到了珍宝。

科学家探测到了两种新的极像希格斯玻色子的粒子“信号”:其一为123.5GeV(千兆电子伏特),另一种为126.5GeV。第一种粒子衰变为一对Z玻色子,而第二种粒子则像希格斯玻色子一样衰变为两个光子。这里的“信号”指的是在特定的质量水平上观测到的峰值。

欧洲核子研究组织(CERN)将在明年三月公布下一批相关的实验数据。然而,有些科学家也提出了不同意见,如粒子物理学家Adam Falkowski就认为,这一发现可能只是来自一个“系统误差”。

尽管在标准模型的预言中,并没有排除一对希格斯玻色子出现的可能性,但Falkowski指出,两种粒子的观测结果在质量上十分相似,难以做出合理的解释。即使在下一批数据公布的时候,这一“双峰”现象得到了解释,物理学家还要继续回答下一个问题:为何希格斯粒子衰变为光子的现象比原先预计的要多?

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