他们把它称为上帝粒子——一种“该死的”难以捉摸,花了近40年的时间和价值47.5亿美元的机器去探测,都是为了结束物理学的一个篇章并开启一个新的篇章。
然而,尽管前景光明,但也许并不是通向新科学时代的窗口。
关于将之前被忽视的修正纳入希格斯数据驱动模型自该粒子诞生以来,波兰科学院、马克斯·普朗克物理研究所和德国亚琛工业大学的物理学家一直未能找到潜伏在粒子阴影中的“隐藏”定律的证据。
“因此,在希格斯粒子形成的机制中似乎没有出现任何新物理学的迹象我们正在调查——至少目前是这样。”说波兰亨利克·尼沃德尼扎尼斯基核物理研究所的物理学家雷内·庞塞莱 (Rene Poncelet)。
20 世纪上半叶不仅改变了我们研究物理的方式,也改变了我们看待宇宙的方式。短短几十年间,科学家从争论原子的存在到描述亚原子粒子的动物园的概率。
到了 20 世纪 60 年代,人们清楚地认识到这个集合中存在一个明显的空白——一个假设的场,它应该负责赋予其他基本粒子质量。
以一位英国理论物理学家的名字命名,他是众多研究这一问题的人之一,(以及它的粒子希格斯玻色子)在量子领域中相当独特。因此,通过实验证明它的存在需要大量的能量和极其灵敏的过程。
在2012年在筛选了 CERN 的高速质子碰撞中收集的大量数据后,大型强子对撞机物理学家们终于觉得他们掌握了关键证据,可以证明希格斯玻色子的发现,使其成为来验证它的存在。
自那时起,研究人员在粒子碰撞的“横截面”图中寻找希格斯玻色子活动的迹象,希望发现一些出乎意料的东西。
这也不只是盲目的希望。这是有原因的认为希格斯场可能包含当今困扰物理学的一些最大谜团的线索。
首先,该粒子与其他亚原子粒子(尤其是顶夸克)的相互作用可能对尚未发现的物理学的影响。
希格斯玻色子本身质量出奇地小,这也颇令人生疑,进入宇宙基础的稳定性。
寻找新物理学的线索通常需要至少一位物理学家说出那句不朽的名言:“嗯,这不是我所期望的。”
就希格斯粒子而言,看似微不足道的效应——比如其他亚原子粒子质量的微妙影响——通常会被修正,使其他计算更容易,但可能会揭示出与现有模型的惊人偏差。
研究人员重点研究了质子内载力粒子之间的融合,检查了由此产生的大屠杀的横截面,并付出了艰苦的计算工作,这一次没有校正两种不同夸克的潜在质量效应。
目前看来,一切还符合预期。
“我们小组发现的希格斯玻色子产生的有效截面值与之前在大型强子对撞机 (LHC) 的光束碰撞中测量到的值实际上是相同的,这自然考虑到了当前计算和测量的不准确性。”说蓬塞莱。
这并不是说对希格斯玻色子众多变体的其他测量对尚未发现的物理学也毫无贡献。然而,随着每一扇门的关闭,人们开始怀疑上帝粒子是否真的是某种救世主。
物理学家们将不遗余力地继续在大型强子对撞机(LHC)的炉子中烘烤希格斯粒子,希望有一天,我们能看到另一场科学革命的出现。
这项研究发表于物理评论快报。