【Technews科技新报】欧洲大型强子对撞机（LHC）以万亿分之一的机率观测到高能物理学领域中的罕见现象，希格斯玻色子与最重粒子顶夸克同时在极大能量的碰撞下生成。过去，科学家只能间接证明顶夸克与希格斯玻色子如何相互作用，现在终于有了直接证据。
2012 年，欧洲大型强子对撞机（Large Hadron Collider，LHC）宣布终于找到粒子物理标准模型中最后一个缺失粒子──于 1964 年首次提出的希格斯玻色子（Higgs boson）。媒体高调封它为「上帝粒子」，标准模型因它而完整，每个粒子如何衰变、作用及各自内在属性无一违反基本原则，从标准模型可以描述强力、弱力、电磁力这 3 种作用力（让粒子采取行动的「力量」），以及组成所有物质的基本粒子，除了重力外，标准模型可以合理解释这世界大多数物理现象。
已知基本粒子可以分为费米子（包含夸克与轻子）及玻色子（包含规范玻色子与希格斯粒子）两种类型，费米子负责组成物质，比如电子、质子、中子，而玻色子带有能量，负责传递作用力使费米子黏结在一起，比如光子。2012 年时我们知道了希格斯玻色子与带有作用力的基本粒子相互作用，比如 W 玻色子，科学家接着想理解希格斯玻色子与费米子的关系。
2014 年，大型强子对撞机的两大粒子侦测器中之一紧凑缈子线圈（Compact Muon Solenoid，CMS），透过测量希格斯玻色子衰变成 τ 轻子（tau leptons）发现其与费米子具有相当程度的关联；之后，紧凑缈子线圈和超环面仪器（ATLAS）都找到了希格斯玻色子衰变成底夸克（bottom quark）的证据。
紧凑缈子线圈。（Source：By Julian Williams [Copyrighted free use],via Wikimedia Commons）
但解决了一个物理疑问，下一个问题就会冒出来，科学家现在又想了解希格斯玻色子与顶夸克（top quark）的关联。由于顶夸克是目前发现最重的夸克，质量为173.1±1.3GeV/c2（做为比较，质子的质量也才 938MeV），做为「质量馈赠者」，照理说希格斯玻色子应该非常喜欢顶夸克。
幸运地，欧洲核子研究组织（CERN）在 6 月宣布大型强子对撞机发现极罕见物理现象，首次透过实验证实了希格斯玻色子与顶夸克同时生成，提供有关顶夸克如何获得如此巨大质量的线索。
粒子加速器每次实验都碰撞超过 1,015 个质子对，其中只有几百次碰撞会同时生成希格斯玻色子与顶夸克，研究团队需透过极复杂算法识别子粒子来源于哪些母粒子，并剔除混淆结果的数据，其所需精力令人叹为观止。实验最后，顶夸克衰变为 W 玻色子和底夸克，希格斯玻色子则衰变成底夸克、W 玻色子、τ 轻子、光子等。
顶夸克和希格斯玻色子之间的密切关系，可能为我们提供一条发现新粒子的途径，对粒子物理学家来说这更是激动人心的时刻，有机会超越标准模型，奠定全新物理学。
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