歐洲核子研究組織(CERN)的科學家們宣佈，他們第一次觀察到希格斯玻色子在衰變時轉變成被稱為底夸克的基本粒子。物理學家們已經預言這是大多數希格斯玻色子衰變的最常見的方式，但是到目前為止，要找出衰變的微妙信號是極其困難的。這一發現是朝著理解希格斯玻色子如何賦予宇宙中所有基本粒子質量的方向邁出的重要一步。
科學家們利用ATLAS和CMS探測器進行了這一發現，這兩項主要實驗旨在分析歐洲核子研究中心的大型強子對撞機(Lhc)產生的高能粒子碰撞，LHC是世界上最大的粒子加速器。
2012年首次發現的希格斯玻色子是不可思議的，每十億次LHC對撞中就有一次會產生希格斯玻色子。一旦碎裂，粒子幾乎立即消失，衰變成一股次級粒子的流。標準物理模型是描述宇宙中大多數粒子相互作用的最廣泛接受的理論，它預測近60%的希格斯玻色子會衰變為底夸克，即質量約為質子四倍的基本粒子。
ATLAS和CMS團隊都花了幾年時間改進技術，並在尋找最常見的希格斯玻色子衰變過程中納入了更多的數據。這兩項實驗最終證實，他們第一次看到希格斯玻色子衰變為底部夸克的證據，具有統計上的高度置信度。
麻省理工學院核科學實驗室的物理學家已經參與分析和解釋這一新發現的數據，物理學家助理教授菲利普哈里斯談論了令人費解的尋找消失的轉變，以及新的希格斯發現如何幫助物理學家理解宇宙為什麼有質量。
小組觀察到希格斯玻色子衰變為底部夸克有多重要？
希格斯玻色子有兩種截然不同的機制：它賦予電弱相互作用中有關的力粒子質量，即負責核β衰變的力；它給原子內部的基本粒子-夸克和輕子(如電子和μ子)-提供質量。儘管它對這兩種機制都負有責任，但希格斯粒子的發現和隨後的希格斯性質測量基本上都是用電弱力粒子進行的。最近才直接觀察到希格斯粒子與物質的相互作用。這個測量，即希格斯玻色子衰變到一個底夸克，是我們第一次直接觀察到希格斯-夸克之間的相互作用。這就證實了夸克確實是通過希格斯機制獲得質量的。
這一檢測有多棘手，最終又是如何觀察到的？
大約60％的希格斯衰變都是底夸克。這是希格斯玻色子最大的單一衰變通道。然而，它也是有最大背景（來自周圍粒子的噪音）的通道。這取決於你如何計算它，它比我們用來發現希格斯玻色子的通道大一百萬倍。
人們喜歡比較希格斯粒子的測量值和大海撈針相比較。我們研究了弱電粒子，Z玻色子，以及它的衰變為底夸克。一旦我們看到Z玻色子進入了底夸克，我們就把我們的目標對準了希格斯玻色子，它就在那裡。要強調的是，為了清楚地看到這種扭曲，我們必須依賴在希格斯玻色子發現時還處於初級階段的技術，包括機器學習方面的一些最新進展。事實上，就在幾年前，有人說，要觀察希格斯衰變在這些通道中是不可能的。
希格斯玻色子的最初發現被吹捧為一個里程碑式的發現，它最終將揭示原子為什麼有質量的奧秘。希格斯衰變的這一新發現將如何幫助解開這一謎團？
隨著希格斯玻色子的發現，我們學到了很多關於希格斯機制如何賦予不同粒子質量的知識。然而，許多人會爭辯說，在希格斯玻色子發現之後，高能物理變得更有趣了，因為它開始看起來像是我們對粒子物理的傳統觀點不太適合。
檢驗我們觀點的最好方法之一是測量希格斯玻色子的性質。希格斯到底夸克的衰變對於這一理解是必不可少的，因為它允許我們直接探索希格斯和夸克物質相互作用的性質，並且因為它的大衰減率，這意味著我們可以在各種情景中測量希格斯玻色子，這是其他衰變模式無法實現的。
這一觀測結果為我們探索希格斯玻色子提供了一種新的有力工具。事實上，作為測量的一部分，我們能夠測量希格斯玻色子的能量，其能量是先前觀察到的最高希格斯玻色子能量的兩倍。
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