希格斯玻色子揭开了新的秘密：大型强子对撞机检测到罕见的衰变现象

希格斯玻色子揭开了新的秘密：大型强子对撞机检测到罕见的衰变现象2012年在欧洲核子研究中心的大型强子对撞机（LHC）上发现希格斯玻色子，标志着粒子物理学的一个重要里程碑。从那时起，ATLAS和CMS合作机构一直在努力研究这一独特粒子的特性，并寻找确定其产生和衰变为其他粒子的不同方式。在上周举行的大型强子对撞机物理学（LHCP）会议上，ATLAS和CMS报告了他们如何联手找到希格斯玻色子衰变为Z玻色子（弱力的电中性载体）和光子（电磁力的载体）这一罕见过程的第一个证据。这种希格斯玻色子的衰变可以为超出粒子物理学标准模型预测的粒子的存在提供间接证据。希格斯玻色子衰变为Z玻色子和光子的过程与衰变为两个光子的过程相似。在这些过程中，希格斯玻色子并不直接衰变成这些粒子对。相反，这些衰变是通过"虚拟"粒子的中间"循环"进行的，这些粒子突然出现又突然消失，无法直接探测到。这些虚拟粒子可能包括新的、尚未发现的、与希格斯玻色子相互作用的粒子。来自ATLAS（左）和CMS（右）的希格斯玻色子衰变为Z玻色子和光子的候选事件，其中Z玻色子衰变为一对μ子。资料来源：欧洲核子研究中心标准模型预测，如果希格斯玻色子的质量约为1250亿电子伏特，大约0.15%的希格斯玻色子将衰变为Z玻色子和光子。但是一些扩展了标准模型的理论预测了一个不同的衰变率。因此，测量衰变率为标准模型之外的物理学和希格斯玻色子的性质提供了宝贵的见解。以前，利用来自LHC的质子-质子对撞的数据，ATLAS和CMS独立地对希格斯玻色子衰变为Z玻色子和光子进行了广泛的搜索。两次搜索都使用了类似的策略，通过Z玻色子衰变为成对的电子或μ介子--更重的电子--来确定Z玻色子。这些Z玻色子的衰变发生在大约6.6%的情况下。在这些搜索中，与这种希格斯玻色子衰变相关的碰撞事件（信号）将被识别为一个狭窄的峰值，在衰变产物的综合质量分布中，在一个平滑的事件背景上。为了提高对该衰变的敏感性，ATLAS和CMS利用希格斯玻色子产生的最常见模式，并根据这些生产过程的特点对事件进行分类。他们还使用先进的机器学习技术来进一步区分信号和背景事件。在一项新的研究中，ATLAS和CMS现在已经联合起来，最大限度地提高了他们的搜索结果。通过结合两个实验在LHC第二次运行期间（发生在2015年至2018年）收集的数据集，这两个合作机构大大提高了其搜索的统计精度和范围。这一合作努力带来了希格斯玻色子衰变为Z玻色子和光子的第一个证据。该结果的统计学意义为3.4个标准差，低于声称观察到的5个标准差的常规要求。测量的信号率比标准模型的预测值高出1.9个标准差。"每个粒子都与希格斯玻色子有特殊的关系，这使得搜索罕见的希格斯衰变成为一个高度优先事项，"ATLAS物理学协调员帕梅拉-法拉利说。"通过对ATLAS和CMS的单个结果的精心组合，我们朝着解开希格斯玻色子的又一个谜团迈出了一步。""新粒子的存在可能对罕见的希格斯衰变模式产生非常重大的影响，"CMS物理学协调员弗洛伦西亚-卡内利说。"这项研究是对标准模型的一个强有力的测试。随着正在进行的大型强子对撞机的第三次运行和未来的高亮度大型强子对撞机，我们将能够提高这一测试的精度，并探测更罕见的希格斯衰变。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1362157.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1362157.htm

成功预测“上帝粒子”——希格斯玻色子存在的诺贝尔物理学奖得主彼得・希格斯日前去世，享年94岁。英国爱丁堡大学在10日发表的讣告中

成功预测“上帝粒子”——希格斯玻色子存在的诺贝尔物理学奖得主彼得・希格斯日前去世，享年94岁。英国爱丁堡大学在10日发表的讣告中说，该大学荣誉退休教授希格斯在短暂患病后于4月8日在家中平静地去世。1964年，希格斯提出一种粒子场的存在，预言一种能吸引其他粒子进而产生质量的玻色子的存在，即希格斯玻色子。多年后，欧洲核子研究中心通过大型强子对撞机实验证实了它的存在。2013年，希格斯和一名比利时物理学家一起获得当年的诺贝尔物理学奖。（新华社）

强力强度获得迄今最精确测量

强力强度获得迄今最精确测量粒子物理学标准模型指出，自然界中存在四种基本力：强力、电磁力、弱力和引力，其中将夸克结合成质子、中子和原子核的强力相同作用最强。强力由胶子携带，其强度被称为强耦合常数。尽管经过多年测量和理论发展，科学家们对强耦合常数的认识有所提高，但其值的不确定度仍比其他“同伴”大几个数量级。分析小组成员、CERN物理学家斯蒂法诺·卡马尔达指出，强力的强度是标准模型的关键参数，但其精度目前仅为百分之几，而比强力弱15倍的电磁力的精度达到十亿分之一。为提升强力强度测量的精确度，ATLAS合作组研究了LHC上碰撞能量为8太电子伏特（TeV）的质子-质子碰撞产生的Z玻色子。当相互碰撞的质子中的两个夸克湮灭时，通常会产生Z玻色子。在此过程中，强力通过从湮灭夸克上辐射出的胶子而发挥作用。这种辐射会赋予Z玻色子一个横向动量，其大小取决于强耦合常数。精确测量Z玻色子横向动量的分布，并与理论值进行比较，可以确定强耦合常数。在最新分析中，研究团队据此精确测定Z玻色子质量尺度下强耦合常数为0.1183±0.0009，该结果的相对不确定度仅为0.8%，是迄今单次实验对强力强度最精确的测量。研究团队指出，对强耦合常数进行更精确测量具有重要意义：首先，可提升与强力有关的粒子过程的理论计算精度；其次，有助解决一些重要的未解之谜。例如，在极高能量下，所有基本力是否强度相同，并由此推断它们是否拥有潜在的共同来源，以及是否会有未知的相互作用能在某些过程或特定能量下改变强力等。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1386863.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1386863.htm

希格斯玻色子之谜：当自然界违背人们的期望时

希格斯玻色子之谜：当自然界违背人们的期望时欧洲核子研究中心理论物理部举办了一次研讨会，探讨希格斯玻色子的特性和起源的非常规解释。虽然没有发现"自然"解决方案的证据，但来自ATLAS和CMS实验的未来数据将指引前进的道路，有可能改变我们对基础物理学的理解。在1月30日至2月3日由欧洲核子研究中心理论物理部主办的为期一周的研讨会"自然性的异国方法"上，人们讨论了这些难题。希格斯玻色子是已知最简单的粒子：一个没有电荷和自旋的"真空碎片"。与所有基本粒子一样，它是一个被称为场的更基本实体的激发，或者说是量子--独特的无特征的布鲁特-恩格勒特-希格斯场，它均匀地充满了所有空间。这个场被理解为在大爆炸后几分之一纳秒的一个划时代的"电弱"相变期间出现的；而此前，像电子这样的基本粒子是以光速运动的，之后它们永远被迫与这种量子糖浆相互作用，这使它们具有了质量属性。来自CMS实验的事件显示，用于搜索额外的重希格斯玻色子。资料来源：欧洲核子研究中心但如果这幅图是真的，希格斯玻色子本身应该从已知粒子与其母体场的相互作用中获得质量。将这些所谓的量子修正加在一起，将表明希格斯玻色子的质量值比观察到的要大很多个数量级。除了使它超出任何可以想象的实验的范围之外，这样一个重量级的希格斯粒子将不允许我们所知的宇宙形成。早在希格斯玻色子被发现之前就意识到了这个悖论（称为电弱层次问题），并且在标准模型所描述的那些粒子和力量的可能存在的指导下，物理学家提出了各种解释。其中一个解释是，希格斯玻色子是由更多的基本实体组成的，它们被非常强大的力量固定在一起，从而规避了量子修正的影响。另一种是时空拥有额外的"超对称"维度，这将意味着存在一个全新的粒子镜像世界，可以抵消标准粒子的麻烦的量子修正。然而，到目前为止，还没有发现这种对电弱等级问题的"自然"解决方案的证据。进入"自然性的奇特方法"，它借鉴了广义对称、紫外/红外混合、弱引力猜想和"神奇的零"等概念，试图解释希格斯玻色子的质量，以及物理学中其他不自然的数字。如果这些语言是深奥的，那是因为二月研讨会的参与者被鼓励挑战常规，在知识的边缘播下思想的种子--包括那些完全拒绝自然性概念的思想。后者将是对过去成功的根本性突破。毕竟，希格斯玻色子的质量并不是自然界中唯一看似不自然的数字：例如，物理学家曾经对电子的电能在短距离内不会无限增长感到困惑，但随着电子有一个反物质伙伴--正电子的发现，这个谜团消失了，它抵消了非物理的分歧。希格斯玻色子的非自然质量甚至可能与宇宙学常数的超小但非零的数值有关，而宇宙学常数是宇宙加速膨胀的原因。欧洲核子研究中心（CERN）的蒂姆-科恩（TimCohen）说："这次研讨会为我们提供了一个奇妙的论坛，使我们能够从新的角度来看待自然性问题，包括各种物理系统和具体的粒子物理学，研讨会的共同组织者，我们的社区几十年来一直在思考希格斯的自然性问题，然而我们中的许多人怀疑，我们还没有找到正确的想法。如果最终能够理解自然界是如何解决电弱层次问题的，就很有可能学到一些东西，改变我们对基础物理学的看法，以及自我们学科开始以来一直为我们服务的还原论哲学。"虽然理论家们让他们的想象力自由驰骋，但欧洲核子研究中心研讨会的结论很明确：未来的道路将由数据来指导。未来几年，ATLAS和CMS将收集更多的希格斯玻色子样本--以及在LHC之后提议的专用"希格斯工厂"进行的实验--将使物理学家能够研究希格斯玻色子与自身的独特互动。这将提供有关布鲁特-英格拉特-希格斯场的精确形状和形式以及电弱相变的性质的信息，并可能告诉我们希格斯玻色子是自然的还是对我们的存在进行了奇怪的微调。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1353821.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1353821.htm

提出“上帝粒子”理论的著名物理学家彼得・希格斯逝世，享年 94 岁

提出“上帝粒子”理论的著名物理学家彼得・希格斯逝世，享年94岁诺贝尔物理学奖得主、著名物理学家彼得・希格斯（PeterHiggs）于周一去世，享年94岁。他因提出“上帝粒子”理论而闻名，该理论有助于解释宇宙大爆炸后物质是如何形成的。1964年，希格斯预言了一种新型粒子的存在，即后来被称为“希格斯玻色子”的粒子。但直到近50年后，大型强子对撞机才证实了这种粒子的存在。希格斯理论解释了构成物质的基本亚原子粒子如何获得质量，该理论是描述世界构成原理的“标准模型”的核心部分。希格斯教授1964年的开创性论文论证了“基本粒子通过一种新亚原子粒子的存在获得质量”，这种粒子后来被称为希格斯玻色子。2012年，欧洲核研究组织(CERN)的科学家们宣布，他们终于在位于瑞士和法国边境地下27公里长的隧道中，利用耗资100亿美元建造的粒子加速器发现了希格斯玻色子。这成为几十年来物理学领域最重要的突破之一。2013年，希格斯因这项工作与独立提出相同理论的比利时物理学家弗朗索瓦・恩格勒特(FrancoisEnglert)共同获得诺贝尔物理学奖。来源，频道：@kejiqu群组：@kejiquchat

提出“上帝粒子”存在 诺贝尔物理学奖得主希格斯去世

提出“上帝粒子”存在诺贝尔物理学奖得主希格斯去世英国媒体报道，成功预测“上帝粒子”——希格斯玻色子存在的诺贝尔物理学奖得主彼得·希格斯（PeterHiggs）日前去世，享年94岁。综合报道，英国爱丁堡大学在星期三（4月10日）发表的讣告中说，该大学荣誉退休教授希格斯在短暂患病后于星期一（8日）在家中安详离世。爱丁堡大学校长马西森说，希格斯的远见和想象力丰富了我们对世界的认知。他的开创性工作激励了成千上万的科学家，他的科学遗产将继续激励一代又一代的后来人。1964年，希格斯提出一种粒子场的存在，预言一种能吸引其他粒子进而产生质量的玻色子的存在，即希格斯玻色子（Higgsboson）。多年后，欧洲核子研究中心于2012年宣布，在位于瑞士和法国边境地下27公里长的隧道中，利用耗资100亿美元建造的粒子加速器发现了“希格斯玻色子”。这成为几十年来物理学领域最重要的突破之一。希格斯的工作帮助解开了一个宇宙最基本的谜团：大爆炸如何在137亿年前“无中生有”创造出物质。由于这个粒子有助于解释宇宙在大爆炸后物质如何形成，又被称为“上帝粒子”。2013年，希格斯和一名比利时物理学家恩格勒特（FrancoisEnglert）共同荣获当年的诺贝尔物理学奖。当时，希格斯通过爱丁堡大学发表声明说，希望他的获奖能让人们更加重视那些“看似没有什么实际价值”的基础研究。2024年4月10日11:09PM