科學家發現希格斯玻色子罕見衰變證據 助力新物理學發現

自2012年首次“現形”以來，希格斯玻色子便令無數科學家趨之若鶩去研究其特性。據美國趣味科學網站16日報道，歐洲核子研究中心的科學家近日發現了希格斯玻色子衰變為兩個輕子(帶相反電荷的電子或μ子對)和一個光子——“達利茲衰變”的首個證據，這是研究人員在大型強子對撞機(LHC)上發現的最罕見的希格斯玻色子衰變之一，有助科學家發現新物理學。

希格斯玻色子壽命不長，會很快衰變為質量較小的粒子。借助粒子物理學標準模型(以下簡稱標準模型)，科學家能預測希格斯玻色子可以衰變成哪些不同的基本粒子，“常見”的是衰變為兩個光子。他們還可以估計希格斯玻色子衰變為不同粒子組合的頻率——衰變為一個光子和兩個輕子的情況極為罕見。在最新研究中，超環面儀器實驗(ATLAS)和緊湊繆子線圈實驗團隊正是發現了上述罕見衰變的證據。

ATLAS團隊粒子物理學家詹姆斯·比查姆解釋稱，在這一衰變中，希格斯玻色子很快會變成一個光子和一個“虛擬光子”，“虛擬光子”隨后會立即變成兩個輕子。“虛擬光子”的質量非常小，普通光子則完全無質量。

比查姆補充道：“這兩個輕子‘幾乎手牽手撞到我們的量熱儀上’”，LHC的量熱儀是阻止粒子碰撞產生粒子的工具。當這些粒子被量熱儀阻擋或“吸收”時，科學家可以發現并研究它們。雖然科學家此前預測，希格斯玻色子存在這種衰變，但新發現是“此類衰變首個證據”。

他隨后補充說，“高亮度LHC”擬于2022年3月“王者歸來”，屆時，預計將會產生大量新數據，研究人員有望直接觀察到這種罕見的衰變，詳細研究希格斯玻色子的性質，從而對標準模型進行更嚴格的測試。

研究人員稱，通過研究這種罕見的衰變，他們可以探索超越標準模型的新物理學的可能性。比查姆說，標準模型解釋了很多有關物理宇宙的現象，但無法解釋引力和暗物質。

總編輯圈點

這是整個亞原子界最聞名遐邇的小東西，長期以來占據著整個粒子物理學界的研究最中心，這一點，無論希格斯玻色子被發現之前還是之后皆如此。“希格斯粒子的發現不是粒子物理的終結，而是新物理的開端”，今天的這項研究，就很好的驗證了這句話。盡管從現在的實驗我們還無法捕捉到這背后的新物理是什么，不過已然可看到一個華麗精致的理論通過實驗加以證實，再衍生出了新的理論和技術，最終，其還將再次走出實驗室，幫助科學家去開啟更雄心勃勃的時代。(劉霞)