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    歐核中心找到希格斯玻色子直接衰變成費(fèi)米子 證據(jù)

    2018/9/6 10:11:57

    科技日?qǐng)?bào)訊 (記者陳丹)歐洲核子研究中心(CREN)的研究人員在《自然·物理學(xué)》上報(bào)告稱,他們首次找到了希格斯玻色子直接衰變?yōu)橘M(fèi)米子的證據(jù)。在此之前,希格斯粒子只能通過其衰變成為玻色子來探測(cè)。這項(xiàng)新成果為2012年發(fā)現(xiàn)這種行為與粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型所預(yù)測(cè)方式一致的粒子再添強(qiáng)力佐證。

      “這是向前邁進(jìn)的重要一步。”參與分析數(shù)據(jù)的瑞士蘇黎世大學(xué)物理研究所教授文森佐·奇奧奇卡解釋說,“我們現(xiàn)在知道,希格斯粒子可以衰變成玻色子和費(fèi)米子這兩種粒子,這意味著我們可以排除某些預(yù)言希格斯粒子不會(huì)與費(fèi)米子耦合的理論。”作為一群基本粒子,費(fèi)米子是構(gòu)成物質(zhì)實(shí)體的粒子,而玻色子充當(dāng)費(fèi)米子之間傳遞力的工具。

      根據(jù)粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型,費(fèi)米子和希格斯場(chǎng)之間相互作用的強(qiáng)度必須與它們的質(zhì)量成正比。“這個(gè)預(yù)言已經(jīng)被證實(shí)了。”奇奧奇卡說,“強(qiáng)有力的跡象表明,2012年發(fā)現(xiàn)的粒子的行為實(shí)際上很像該理論中提出的希格斯粒子。”

      據(jù)高能物理互聯(lián)合作組織網(wǎng)站6月23日(北京時(shí)間)報(bào)道,新的數(shù)據(jù)分析研究是由歐核中心大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(LHC)緊湊繆子線圈(CMS)小組的科學(xué)家進(jìn)行的。他們結(jié)合希格斯向底夸克和陶子(輕子的一種)的衰變,分析了LHC于2011年至2012年間匯集的數(shù)據(jù)。希格斯粒子的壽命極其短暫,因此無法直接檢測(cè),而只能通過其衰變物來測(cè)定。底夸克和陶子都屬于費(fèi)米子粒子群,它們都擁有足夠長(zhǎng)的壽命,可借助CMS實(shí)驗(yàn)的像素探測(cè)器直接測(cè)量。

      研究結(jié)果顯示,這些衰變集中出現(xiàn)在希格斯粒子的質(zhì)量接近125千兆電子伏(GeV)時(shí),標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.8西格瑪。在粒子物理學(xué)中,標(biāo)準(zhǔn)偏差達(dá)到5西格瑪被認(rèn)為是確認(rèn)一項(xiàng)發(fā)現(xiàn)的水平。

      總編輯圈點(diǎn) 

      費(fèi)米子負(fù)責(zé)組成物質(zhì),玻色子負(fù)責(zé)傳遞各種相互作用,原本沒有什么共同點(diǎn)的兩類基本粒子在這項(xiàng)研究中神奇般地聯(lián)系在一起,這讓物理學(xué)家十分興奮——在過去的近半個(gè)世紀(jì)里,希格斯玻色子和我們玩了一場(chǎng)曠日持久的捉迷藏游戲,這個(gè)被稱作“上帝粒子”的家伙實(shí)在讓人難以捉摸,而如果它當(dāng)真可以直接衰變成費(fèi)米子,那么人們尋找和測(cè)量希格斯玻色子的任務(wù)將變得容易許多,畢竟,并不是所有粒子都像希格斯玻色子那樣“短命”。

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