欧洲核子研究组织(CERN)的科学家们宣布，他们第一次观察到希格斯玻色子在衰变时转变成被称为底夸克的基本粒子。物理学家们已经预言这是大多数希格斯玻色子衰变的最常见的方式，但是到目前为止，要找出衰变的微妙信号是极其困难的。这一发现是朝着理解希格斯玻色子如何赋予宇宙中所有基本粒子质量的方向迈出的重要一步。
科学家们利用ATLAS和CMS探测器进行了这一发现，这两项主要实验旨在分析欧洲核子研究中心的大型强子对撞机(Lhc)产生的高能粒子碰撞，LHC是世界上最大的粒子加速器。
2012年首次发现的希格斯玻色子是不可思议的，每十亿次LHC对撞中就有一次会产生希格斯玻色子。一旦碎裂，粒子几乎立即消失，衰变成一股次级粒子的流。标准物理模型是描述宇宙中大多数粒子相互作用的最广泛接受的理论，它预测近60%的希格斯玻色子会衰变为底夸克，即质量约为质子四倍的基本粒子。
ATLAS和CMS团队都花了几年时间改进技术，并在寻找最常见的希格斯玻色子衰变过程中纳入了更多的数据。这两项实验最终证实，他们第一次看到希格斯玻色子衰变为底部夸克的证据，具有统计上的高度置信度。
麻省理工学院核科学实验室的物理学家已经参与分析和解释这一新发现的数据，物理学家助理教授菲利普哈里斯谈论了令人费解的寻找消失的转变，以及新的希格斯发现如何帮助物理学家理解宇宙为什么有质量。
小组观察到希格斯玻色子衰变为底部夸克有多重要？
希格斯玻色子有两种截然不同的机制：它赋予电弱相互作用中有关的力粒子质量，即负责核β衰变的力；它给原子内部的基本粒子-夸克和轻子(如电子和μ子)-提供质量。尽管它对这两种机制都负有责任，但希格斯粒子的发现和随后的希格斯性质测量基本上都是用电弱力粒子进行的。最近才直接观察到希格斯粒子与物质的相互作用。这个测量，即希格斯玻色子衰变到一个底夸克，是我们第一次直接观察到希格斯-夸克之间的相互作用。这就证实了夸克确实是通过希格斯机制获得质量的。
这一检测有多棘手，最终又是如何观察到的？
大约60％的希格斯衰变都是底夸克。这是希格斯玻色子最大的单一衰变通道。然而，它也是有最大背景（来自周围粒子的噪音）的通道。这取决于你如何计算它，它比我们用来发现希格斯玻色子的通道大一百万倍。
人们喜欢比较希格斯粒子的测量值和大海捞针相比较。我们研究了弱电粒子，Z玻色子，以及它的衰变为底夸克。一旦我们看到Z玻色子进入了底夸克，我们就把我们的目标对准了希格斯玻色子，它就在那里。要强调的是，为了清楚地看到这种扭曲，我们必须依赖在希格斯玻色子发现时还处于初级阶段的技术，包括机器学习方面的一些最新进展。事实上，就在几年前，有人说，要观察希格斯衰变在这些通道中是不可能的。
希格斯玻色子的最初发现被吹捧为一个里程碑式的发现，它最终将揭示原子为什么有质量的奥秘。希格斯衰变的这一新发现将如何帮助解开这一谜团？
随着希格斯玻色子的发现，我们学到了很多关于希格斯机制如何赋予不同粒子质量的知识。然而，许多人会争辩说，在希格斯玻色子发现之后，高能物理变得更有趣了，因为它开始看起来像是我们对粒子物理的传统观点不太适合。
检验我们观点的最好方法之一是测量希格斯玻色子的性质。希格斯到底夸克的衰变对于这一理解是必不可少的，因为它允许我们直接探索希格斯和夸克物质相互作用的性质，并且因为它的大衰减率，这意味着我们可以在各种情景中测量希格斯玻色子，这是其他衰变模式无法实现的。
这一观测结果为我们探索希格斯玻色子提供了一种新的有力工具。事实上，作为测量的一部分，我们能够测量希格斯玻色子的能量，其能量是先前观察到的最高希格斯玻色子能量的两倍。