【這是一個玻色子，但什麼樣的呢？】

明道

【這是一個玻色子，但什麼樣的呢？】

 

 

場景的動作

我們已經發現了它-現在我們必須努力，正是“它”是。

這整齊地總結了許多物理學家在歐洲核子研究中心的思想，昨天，他們開始吸收大型強子對撞機（LHC）發布公告稱，已經發現了希格斯玻色子-或至少類似希格斯。

歐洲核子研究中心總幹事羅爾夫-迪特爾雅非常小心地描述了新的粒子，它有一個約125 GeV / c的質量，作為“基本標量玻色子”。

但是，甚至該描述的一部分的標量-這表明顆粒具有零自旋-沒有被完全確定下來。

要了解更多關於他們已經發現的粒子，歐洲核子研究中心的物理學家需要更多的數據和更多的時間。

雅因此昨天宣布，大型強子對撞機將運行一個額外的3個月超出其預定的2012年12月停產檢修，讓物理學家能夠做到這一點。

據歐洲核子研究中心的比爾·默里，加速器的性能和其相關的實驗，通常會提高運行接近尾聲，這表明，物理學家可以期待更多高質量的數據之前，大型強子對撞機是在2013年初暫時關閉。

精密測量

大型強子對撞機創造了希格斯質子 - 質子碰撞，巨大的ATLAS和CMS實驗檢測時創建的希格斯粒子衰變的粒子。

這發生在許多不同的方式 - 或“頻道” - 通過研究這些衰變發生，的物理學家應該得到一個更好的畫面正是他們發現了。

有助於新發現的大多數的數據來自所謂的高精度測量，由此希格斯成兩個光子（通道）diphoton或分成兩個Z玻色子（ZZ）的衰變。

由於可以檢測到所有的衰變產物在兩個這些渠道，物理學家因此可以計算質量的希格斯非常精確。

但也有一些不同的信道，在其中不是所有的衰變產物可以檢測。

這些通道是麻煩來處理，因為缺少一些有關的衰減，因此，大規模的計算根據這些渠道給是不準確的。

昨天，無論是ATLAS和CMS隊伍的報導，他們的的精度diphoton和ZZ結果足以推動這兩個實驗被普遍認為是在粒子物理學中發現神奇的5σ水平。

ATLAS選擇不顯示結果從其他不太精確的信道，雖然CMS - 東西帶來的統計學意義，其結論下降到4.9σ。

超出標準模型的嗎？

希格斯粒子物理學的標準模型描述了如何通過各種渠道衰減，所以這些預測的衰變實際上是如何出現在大型強子對撞機進行比較，物理學家就可以知道他們正在處理的是一個標準模型希格斯。

到目前為止，結果與標準模型的粒子，所有通道排隊的標準模型，在誤差範圍內是一致的。

然而，有趣的是，在CMS和ATLAS diphoton信道的事件的數目仍然是大於預期，隨著越來越多的數據被收集。

這多餘的，因此，“新物理學”，超出標準模型，如一個新的帶電粒子，希格斯粒子的存在，眾多的，或者是“超對稱”的效果 - 的想法，所有的粒子的結果“超對稱“具有非常不同的自旋性質。

赤字的證據

鑑於有過多的diphoton事件在大型強子對撞機的數據，這是一個不同的故事希格斯分為兩個W玻色子 - WW通道的衰減。

傳統的希格斯理論預測應該看到該頻道的大型強子對撞機，但迄今為止，比預期被報導的事件要少得多。

事實上，如果此通道不存在，一個大換血的粒子物理理論可以上牌，這可能是為什麼許多物理學家在歐洲核子研究中心認為，WW赤字是不實際的，但簡單的事實， WW通道是棘手的測量。

但是，如果真的有赤字的WW通道中，它可能表明，新的粒子可能是一個標量玻色子零自旋。

WW搜索的目的是尋找旋轉-0 [標]顆粒，比爾·默里承認，誰是成員的ATLAS協作。

他們沒有考慮的可能性，這可能是旋轉-2。

雖然在費米實驗室的Tevatron實驗在實驗似乎排除了自旋（自旋為1的被排除的diphoton數據的），因此留下物理學家們用遙控器 - 但令人興奮的 - ，這種新粒子是不是一個標量玻色子的可能性。

在美國普渡大學的的丹妮拉Bortoletto的CMS團隊的成員是誰，指出通道中的希格斯粒子衰變到一個頭輕子對或一對β-粒子也出現有赤字的事件。

由於tau蛋白和β-粒子是費米子，Bortoletto說，，如果這一赤字持續收集更多的數據，那麼它可能意味著不同的費米子和玻色子，希格斯粒子的相互作用。

穆雷，雖然說的赤字可能會指向一個“混合模式”的費米子對希格斯玻色子耦合，tau蛋白tau蛋白和b-b渠道肯定會從中受益的3個月，延長。

事實上，大多數物理學家在歐洲核子研究中心的消化昨日的大公告認為，年底的擴展來說，他們應該有一個更好的主意，他們是否有一個標準模型希格斯。

前景

但是，一個重要的衡量，大型強子對撞機將無法做，直到它被升級到14 TeV的碰撞質子 - 而不是8個TeV的今天 - 是“自我互動”的希格斯玻色子。

這是兩個希格斯粒子的行為時，他們遇到彼此 - 這是只應在更高的碰撞能量，其中兩個希格斯可以看到。

一個重要的問題是，是否需要測量的自相互作用之前，你可以說你真有希格斯？

默里說。

大型強子對撞機的14 TeV的升級是不太可能最早在2014年年底前完成，它看起來像辯論繼續。

在此之前，所有的目光都肯定會是誰，如果任何人應該獲得諾貝爾文學獎的新發現。

彼得·希格斯-以後誰玻色子被命名為-似乎不願在昨天的新聞發布會向被畫上的問題，在始終保持，他是不單獨設計的核心觀念，導致預測希格斯玻色子的在20世紀60年代初。

談到最近的“物理世界”，他說，至少有5個其他的理論家-包括已故的羅伯特Brout，弗朗索瓦·恩格勒特，杰拉德Guralnik，卡爾·哈根和湯姆·基布爾-太值得讚揚。

但是，諾貝爾委員會授予物理學獎每年不超過3個物理學家，在其手中，它有一個棘手的工作。

 

關於作者

麥高約翰斯頓是編輯器的physicsworld.com

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/2012/jul/05/its-a-boson-but-what-sort