歐洲核子研究中心精確測量希格斯玻色子的質量

歐洲核子研究中心精確測量希格斯玻色子的質量

△希格斯玻色子衰減為兩個光子

2012年在歐洲核子研究中心(CERN)發現希格斯玻色子是這十年來最大的科學發現之一。在此後的幾年裡,科學家們一直在仔細測量它的性質,現在ATLAS和CMS的合作已經對它的質量進行了迄今為止最精確的測量。

希格斯玻色子是一個極其重要的粒子,它是粒子物理學標準模型預測的最後一個基本粒子。玻色子代表希格斯場,它均勻地遍佈整個宇宙。其他基本粒子,如夸克和輕子,通過與希格斯場的相互作用獲得質量。

該假說最早是在1960年代提出的,但是直到2012年才直接發現希格斯玻色子,最終證實了這一機理。這為最初提出該想法的科學家贏得了2013年諾貝爾物理學獎。

首次檢測到希格斯玻色子的質量時,測得的質量約為125至126GeV。現在,該數字已進一步完善,不確定性在0.1%以內。根據該團隊,希格斯玻色子的質量為125.35 GeV。

這一新結果是基於2011年至2016年在大型強子對撞機上收集到的數據得出的。希格斯玻色子是不穩定的,通常會很快分解為更輕的粒子。在2011年和2012年,CMS檢測器觀測到希格斯玻色子衰減為兩個Z玻色子,然後進一步衰減為四個輕子。在2016年,觀測到它會衰變成兩個光子。

研究人員將這些結果結合起來,得出了有史以來最精確的新質量測量值。

雖然研究小組說新的測量方法本身不會直接導致新的物理學,但確實給希格斯玻色子謎題和標準模型的侷限性增添了更多的內容。瞭解質量有助於將來改進對粒子其他性質的測量方法,並且我們可以期望在即將到來的粒子加速器中有所發現。該團隊說,最終,它將幫助我們“瞭解宇宙的長期穩定性”。


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