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希格斯玻色子的殘局

在科學家的粒子物理學基本模型中,最後遺失的那塊,快無處可藏了。那一塊,是一種稱為希格斯玻色子(Higgs boson)的基本粒子,被認為賦予所有物質質量,截至目前為止都躲過偵測。但是在瑞士日內瓦附近的Large Hadron Collider(LHC)工作的物理學家,包括一個來自UCSD超過二打科學家的團隊,已將絕大部分希格斯玻色子可能的質量範圍排除,剩下一段狹窄的範圍,這種難以捉摸的粒子或可在那邊找到。

“如果它存在,那麼一定會在那邊。到了十二月,如果它不在那,那麼它將被視為科幻小說,"Vivek Sharma,UCSD的物理學教授對Science NOW表示。Sharma協調這個跨國團隊,利用 CMS偵測器尋找希格斯玻色子。CMS是為了這次搜尋所佈署的二種大型儀器之一,另一個稱為ATLAS。

在長27公里的環上,將質子加速到近乎光速,接著使它們對撞,科學家藉此迅速重建普及於宇宙起始的狀態。在這一刻,希格斯玻色子,如果存在的話,應當浮現,然後很快地衰變成其他熟悉且可辨識的粒子,那是 CMS與ATLAS準備要偵測的。

Sharma最近在孟買舉行的 Lepton-Photon雙年研討會上報告,LHC運作才五個月,這二個團隊就已將絕大部分希格斯玻色子可能的質量範圍排除了 — 在百分之 95 的信心水準下。"如果希格斯玻色子存在,那麼它一定介於114 與145 GeV(十億電子伏特,一種質量的度量)之間," 他說。在此範圍內的希格斯玻色子將以可預期的方式衰變。已觀測過這種粒子噴灑的科學家們預期也能從希格斯玻色子那邊看見,但頻率還不足以說,這些事件不過是知名背景過程的統計學波動。

決定性的詮釋將需要更多資料,而 LHC已經開始傳遞。在暫停一陣子之後現在恢復運作,這讓團隊能提升碰撞比率。在十月底前,這部機器所能傳遞的資料量,將是目前為止所累積的二倍。

“在希格斯玻色子的追獵上,我們現在進入一個令人非常振奮的階段," Sharma說。"如果希格斯玻色子存在於114-145 GeV之間,我們應當開始尋找超越估計背景的統計顯著性,而結果若非如此,我們希望接著能整個質量範圍都能將之排除。不管我們會有哪一種重大發現,很可能在今年底答案就會揭曉。"

資料來源:PHYSORG: Endgame for the Higgs Boson [September 14, 2011]

轉載自 only-perception


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