希格斯玻色子的新測量是有史以來最精確的記錄

當(dāng)超快質(zhì)子流碰撞時，希格斯玻色子可能會在之前最短暫的瞬間突然出現(xiàn)衰變成較輕的顆粒.

在那一刻，物理學(xué)家可以向后工作，以估計可能是最重要但最難以捉摸的粒子的質(zhì)量。標(biāo)準(zhǔn)型號.

在使用大型強(qiáng)子對撞機(jī)（LHC）處理了數(shù)量驚人的質(zhì)子碰撞后，物理學(xué)家現(xiàn)在對這一至關(guān)重要的特性有了迄今為止最精確的數(shù)字。

第一7月報道，最新的測量值來自四年期間，其中約900萬個希格斯玻色子粒子據(jù)預(yù)測，LHC是世界上最大、最強(qiáng)大的粒子對撞機(jī)。但這些希格斯粒子中只有一小部分被實驗觀察到。

盡管如此，對于一個致力于ATLAS實驗是大型強(qiáng)子對撞機(jī)的兩個探測器之一，用于獲得迄今為止最精確的希格斯測量值玻色子的質(zhì)量。

希格斯粒子是一個相當(dāng)令人困惑的粒子：它產(chǎn)生于一個量子場，散發(fā)在整個宇宙中，賦予其他基本粒子質(zhì)量。

雖然物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型中其他粒子的質(zhì)量可以從理論中推導(dǎo)出來，但物理學(xué)家需要通過實驗相對盲目地摸索以確定希格斯粒子的質(zhì)量。

鑒于測量在了解其他粒子相互作用方面的重要性，進(jìn)行精確測量非常重要。

它自身相對較大的質(zhì)量使得觀測希格斯玻色子成為可能相當(dāng)苛刻，但目前對希格斯質(zhì)量的測量值是重量減輕三倍根據(jù)預(yù)測，比模型所暗示的要多。

雖然這些差異尚未解決，這些最新的測量結(jié)果完善了我們對希格斯玻色子質(zhì)量的最佳估計，這會影響如何與其他粒子和自身相互作用。

研究人員將基于粒子衰變的幾種質(zhì)量測量與更精確的校準(zhǔn)相結(jié)合，獲得了125.11千兆電子伏特（GeV）的希格斯玻色子質(zhì)量，不確定度為0.11 GeV。這是從質(zhì)量 125.35 GeV2019年的精確度為0.12%。

“這一結(jié)果目前代表了希格斯玻色子質(zhì)量最精確的測量，在這個基本量上達(dá)到了0.09%的精度，”ATLAS合作的成員在他們的論文中寫道.

重要的是，該團(tuán)隊的估計將希格斯質(zhì)量的統(tǒng)計和系統(tǒng)不確定性降低了另一個檔次——以前留下的不確定性相當(dāng)大的解釋回旋余地的數(shù)據(jù)。

進(jìn)行更精確的測量有助于物理學(xué)家測試對粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型并檢測可能的偏差（如果存在）。

例如，就在去年，對W玻色子質(zhì)量進(jìn)行了有史以來最精確的測量暴露了一些可能的裂縫在標(biāo)準(zhǔn)模型中，它仍然是我們基本粒子及其相互作用的最佳工作模型。W玻色子的質(zhì)量與模型的預(yù)測相差七個標(biāo)準(zhǔn)差，即結(jié)果出乎所有人的意料.

像這樣的偏差暗示了標(biāo)準(zhǔn)模型之外的一些新的或未知的現(xiàn)象，它并不能解釋宇宙的一切。然而，精確并不意味著準(zhǔn)確;可能是測量錯誤，而不是理論。

至于希格斯玻色子，盡管有這些最新的測量結(jié)果，物理學(xué)家也沒有確定它的性質(zhì)——甚至沒有接近。

首先，希格斯玻色子實際上并不是每次都以相同的質(zhì)量出現(xiàn)，而是具有可能的質(zhì)量分布，物理學(xué)家稱之為“寬度”。2022年，科學(xué)家完善了他們的估計希格斯玻色子的“寬度”比以往任何時候都更精確。

但是，通過對希格斯質(zhì)量的越來越精細(xì)的估計，物理學(xué)家們越來越接近于回答關(guān)于這個神秘粒子的一些難題，例如：希格斯玻色子是否像標(biāo)準(zhǔn)模型預(yù)測的那樣與自身相互作用？它是如何與其他粒子耦合的？

甚至懷爾德的好奇心包括：是否有我們尚未發(fā)現(xiàn)的不同版本的希格斯粒子，以及希格斯粒子能否成為理解的門戶暗物質(zhì)，充滿宇宙的神秘物質(zhì)，但沒有人見過？

當(dāng)然，物理學(xué)家仍然在尋找其他粒子這也許可以解釋希格斯玻色子令人難以置信的輕盈，自2012年希格斯玻色子被發(fā)現(xiàn)以來，這種異常現(xiàn)象一直困擾著他們。

跟最近升級到大型強(qiáng)子對撞機(jī)現(xiàn)在已經(jīng)完成，旨在增加其粒子碰撞的能量和強(qiáng)度，以及未來計劃進(jìn)行更多升級，誰知道會出現(xiàn)什么？

該研究已發(fā)表在物理評論快報.

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