欧洲核子研究中心精确测量希格斯玻色子的质量

欧洲核子研究中心精确测量希格斯玻色子的质量

△希格斯玻色子衰减为两个光子

2012年在欧洲核子研究中心(CERN)发现希格斯玻色子是这十年来最大的科学发现之一。在此后的几年里,科学家们一直在仔细测量它的性质,现在ATLAS和CMS的合作已经对它的质量进行了迄今为止最精确的测量。

希格斯玻色子是一个极其重要的粒子,它是粒子物理学标准模型预测的最后一个基本粒子。玻色子代表希格斯场,它均匀地遍布整个宇宙。其他基本粒子,如夸克和轻子,通过与希格斯场的相互作用获得质量。

该假说最早是在1960年代提出的,但是直到2012年才直接发现希格斯玻色子,最终证实了这一机理。这为最初提出该想法的科学家赢得了2013年诺贝尔物理学奖。

首次检测到希格斯玻色子的质量时,测得的质量约为125至126GeV。现在,该数字已进一步完善,不确定性在0.1%以内。根据该团队,希格斯玻色子的质量为125.35 GeV。

这一新结果是基于2011年至2016年在大型强子对撞机上收集到的数据得出的。希格斯玻色子是不稳定的,通常会很快分解为更轻的粒子。在2011年和2012年,CMS检测器观测到希格斯玻色子衰减为两个Z玻色子,然后进一步衰减为四个轻子。在2016年,观测到它会衰变成两个光子。

研究人员将这些结果结合起来,得出了有史以来最精确的新质量测量值。

虽然研究小组说新的测量方法本身不会直接导致新的物理学,但确实给希格斯玻色子谜题和标准模型的局限性增添了更多的内容。了解质量有助于将来改进对粒子其他性质的测量方法,并且我们可以期望在即将到来的粒子加速器中有所发现。该团队说,最终,它将帮助我们“了解宇宙的长期稳定性”。


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