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    欧核中心找到希格斯玻色子直接衰变成费米子 证据

    2018/9/6 10:11:57

    科技日报讯 (记者陈丹)欧洲核子研究中心(CREN)的研究人员在《自然·物理学》上报告称,他们首次找到了希格斯玻色子直接衰变为费米子的证据。在此之前,希格斯粒子只能通过其衰变成为玻色子来探测。这项新成果为2012年发现这种行为与粒子物理标准模型所预测方式一致的粒子再添强力佐证。

      “这是向前迈进的重要一步。”参与分析数据的瑞士苏黎世大学物理研究所教授文森佐·奇奥奇卡解释说,“我们现在知道,希格斯粒子可以衰变成玻色子和费米子这两种粒子,这意味着我们可以排除某些预言希格斯粒子不会与费米子耦合的理论。”作为一群基本粒子,费米子是构成物质实体的粒子,而玻色子充当费米子之间传递力的工具。

      根据粒子物理标准模型,费米子和希格斯场之间相互作用的强度必须与它们的质量成正比。“这个预言已经被证实了。”奇奥奇卡说,“强有力的迹象表明,2012年发现的粒子的行为实际上很像该理论中提出的希格斯粒子。”

      据高能物理互联合作组织网站6月23日(北京时间)报道,新的数据分析研究是由欧核中心大型强子对撞机(LHC)紧凑缪子线圈(CMS)小组的科学家进行的。他们结合希格斯向底夸克和陶子(轻子的一种)的衰变,分析了LHC于2011年至2012年间汇集的数据。希格斯粒子的寿命极其短暂,因此无法直接检测,而只能通过其衰变物来测定。底夸克和陶子都属于费米子粒子群,它们都拥有足够长的寿命,可借助CMS实验的像素探测器直接测量。

      研究结果显示,这些衰变集中出现在希格斯粒子的质量接近125千兆电子伏(GeV)时,标准偏差为3.8西格玛。在粒子物理学中,标准偏差达到5西格玛被认为是确认一项发现的水平。

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      费米子负责组成物质,玻色子负责传递各种相互作用,原本没有什么共同点的两类基本粒子在这项研究中神奇般地联系在一起,这让物理学家十分兴奋——在过去的近半个世纪里,希格斯玻色子和我们玩了一场旷日持久的捉迷藏游戏,这个被称作“上帝粒子”的家伙实在让人难以捉摸,而如果它当真可以直接衰变成费米子,那么人们寻找和测量希格斯玻色子的任务将变得容易许多,毕竟,并不是所有粒子都像希格斯玻色子那样“短命”。

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