06.07 希格斯玻色子有了一个新朋友

希格斯玻色子有了一个新朋友


欧洲核子研究组织(CERN)基于新的希格斯数据集制作了这一事件的示意图。

希格斯玻色子再次出现在世界上最大的原子加速器中——这一次,它与顶夸克和反顶夸克一起出现,后者是已知最重的基本粒子。这个新发现可以帮助科学家更好地理解为什么基本粒子具有它们的质量。

当大型强子对撞机(LHC)的科学家在2013年首次证实希格斯粒子的存在时,这是一件大事。正如当时的《生活科学》杂志报道的那样,这一发现填补了物理学标准模型中最后一个缺失的部分,该模型解释了微小亚原子粒子的行为。它也证实了物理学家关于宇宙如何运行的基本假设。但是仅仅找到希格斯粒子并不能回答科学家们关于希格斯粒子如何运动的所有问题。

新的观察开始填补空白。

欧洲核子研究组织(CERN)是运作LHC的科学组织,该组织在一份声明中解释说,粒子物理学中最重大的谜团之一是组成物质的费米子之间的质量差异。举个例子,一个电子比一个顶夸克的质量要小300万倍。研究人员认为,希格斯玻色子在宇宙中产生质量的作用(如先前的科学解释)可能是解开这一谜团的关键。


两个实验——紧凑型介子螺线管(CMS)和环形强子对撞机(ATLAS)——观察到一个衰变,发现希格斯粒子与超重的顶部夸克的“偶”非常强烈,这表明粒子之间存在密切的亲和力。这个结果与物理学家的预测相符。

新的测量“有力地表明,希格斯玻色子在夸克质量的最大值中起着关键作用”。尽管这肯定是标准模型的一个关键特性,但这是第一次被具有压倒性意义的实验验证。

新的研究结果发表在今天(6月4日)的《物理评论快报》杂志上。他们不代表一个单一的观察,而是许多观察的微弱信号,直到研究人员有足够的数据来确定他们所看到的。

“希格斯-顶夸克”衰变,被称为“ttH信号”,发表在一篇论文中,其统计显著性被测量位于5.2 sigma,这意味着它在数据中的侥幸几率远高于1 / 350万。与此同时,一篇后续论文被发表,报告了6.3 sigma,这大大超过了5亿分之一的概率,而这也许只是偶然而已。


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