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物理学家发现了罕见的希格斯玻色子衰变的首个迹象

物理学家在长期精心地搜寻希格斯玻色子极其罕见的衰变的线索后，如今得到了初步结果，提供了一种可能暗示未知粒子存在的过程的首个证据。

欧洲核子研究组织(CERN)大型强子对撞机(LHC)内两个不同探测器多年来的质子碰撞结果得到了协调，物理学家提高了著名的“赋予质量”的粒子衰变为一个光子和一个Z玻色子的速率的统计精度。

上周贝尔格莱德举行的LHC物理会议上，人们分享了上述结果，虽然其可靠性远远达不到被科学界认可的程度。但这个过程本身可以改进，未来将侧重于对应的量子配方和可能的“嘶嘶声”，并帮助确定存在未知新力和基本组成部分的地方。

希格斯粒子在2012年被CERN的ATLAS(或“A Toroidal LHC Apparatus”)和CMS(Compact Muon Solenoid)探测器证实其存在时，便成为了物理学界的宠儿。它不仅是那张宏伟的粒子地图——标准模型——最后一个被实验性证实的条目；它的观察也承诺成为一个窥视隐藏部分量子领域的窗口。

在很大程度上，知道希格斯粒子及其相关场的存在意味着我们现在理解了为什么基本粒子具有质量。由于能量和质量是描述同一种东西的不同方式，将大型、块状物体(如原子、分子和大象)固定在一起所需的努力(如原子、分子和大象)占物体质量的很大一部分。

在更小的尺度上，电子或夸克穿越希格斯场所需的努力解释了它们为什么有静止质量，而像光子这样的粒子为什么没有。

然而，该场及其玻色子的亲切本性使其成为寻找假设中的量子场及相关粒子迹象的完美候选者，这些场及相关粒子通常不会通过更明显的方式暴露自己。

“每个粒子都与希格斯玻色子有着特殊的关系，使得寻找罕见希格斯衰变成为优先事项。”CERN ATLAS实验物理协调员Pamela Ferrari说。

希格斯玻色子的衰变就像鸽子在摩天大楼间的死亡——它时常发生，而且常常以各种方式发生，但你要非常幸运才能捕捉到几根飘落的羽毛作为它们逝去的证据。幸运的是，通过在对撞机的尘埃中保持所有这些“羽毛”的计数，物理学家可以构建出粒子分裂和短暂地重新出现为新事物的不同方式的图像。

这种衰变过程中，希格斯玻色子会变成一个光子和一个Z玻色子，这是一种中性的、质量很大的粒子，它可以进一步衰变为更小的粒子。这种衰变方式非常罕见，大约每1000个希格斯玻色子中仅有一个会这样。

ATLAS和CMS探测器分别观察到了4个和14个这样的事件，这与标准模型预测的相符。但是，如果存在一些新的物理现象，比如超对称性或额外维度，那么这种衰变率可能会有所不同。

因此，物理学家们希望通过提高测量精度来检测任何偏离预期值的迹象。他们还希望通过研究希格斯玻色子与其他粒子之间的相互作用来了解它们之间的关系是否与标准模型一致。

“我们正在寻找新物理学的针头丛中的针头，”CERN CMS实验物理协调员Roberto Carlin说。“我们需要收集和分析尽可能多的数据，并使用最先进的技术来增强我们对希格斯玻色子性质的理解。”

目前，没有任何明显的迹象表明希格斯玻色子与标准模型有任何不同。但是，随着LHC继续运行并产生更多数据，物理学家们将能够进一步缩小他们对希格斯玻色子衰变和相互作用可能性的范围，并寻找任何潜在的新物理学线索。

https://www.sciencealert.com/first-signs-of-rare-higgs-boson-decay-discovered-by-physicists

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