去年 9 月 30 日下午 3 点，在运行了四分之一个世纪后，费米实验室的 Tevatron 对撞机完成了最后一次质子和反质子的对撞。自那时以来，Tevatron 的两个大型实验 CDF 和 D0 的物理学家一直在分析总计 10 费米倒数（inverse femtobarns）的完整数据集，从中榨取所有统计学上的显著性，以搜寻希格斯玻色子。十四年前，我曾协助领导费米实验室一项关于我们需要在“Run 2”（当时计划于 2000 年开始）收集多少数据才能观测到希格斯玻色子的 研究。我们需要多少数据取决于希格斯玻色子的质量，因为质量越大，产生的希格斯玻色子数量越少，希格斯玻色子衰变的方式也会发生变化。我们还假设会升级探测器，但这一假设后来未能实现；2003 年，美国能源部取消了对内部硅跟踪探测器的 5000 万美元升级计划。无论如何，我们的预测是，要获得标准的 5 西格玛（standard-deviation）发现，平均需要大约 20 费米倒数（inverse femtobarns）的对撞数据。如果希格斯玻色子更轻，则需要的数据更少。但 Tevatron 能做到吗？Run 2 的早期阶段，Tevatron 的亮度提升进展缓慢。机器本身出现了很多技术问题，但一个接一个地被克服了，大量的数据样本开始累积。CERN 的 LHC 最初计划于 2005 年底开始对撞，但由于自身挑战也被推迟了，这给了 Tevatron 实验一瞥希格斯玻色子的机会。在十年的后期，情况开始变得像一场赛马，2008 年 LHC 在运行一周后遭受了 灾难性的故障。数据正在从 Tevatron 涌入，到 2009 年年中，约有 5 费米倒数（inverse femtobarns）的数据正在被分析，很难预测会发生什么。然而，在 2009 年底，LHC 在低能量下开启，到 2010 年初，该机器开始以比 Tevatron 高三倍半的能量进行对撞，Tevatron 的能量略低于 2 TeV（万亿电子伏特）。这个优势至关重要：更高的能量意味着在给定质量下会产生更多的希格斯玻色子，因为我们实际上是对质子内的组成部分进行对撞。但即便如此，到 2010 年底，LHC 积累的数据也只有 0.035 费米倒数（inverse fembobarns），远不足以观测到希格斯玻色子，而 Tevatron 预计到 2011 年夏末将达到 10 费米倒数（inverse femtobarns）。然后 LHC 加大了力度，在 2011 年开始认真对撞，仍然以 7 TeV 的能量，到去年夏天，LHC 实验已经拥有了一整费米倒数（inverse femtobarn）的数据进行分析，并且很明显，如果 LHC 保持这样的运行状态，到年底它积累的数据样本将至少和 Tevatron 实验一样灵敏，甚至更灵敏。确实，在年底出现了关于 125 GeV 希格斯玻色子信号的迹象，LHC 的 CMS 和 ATLAS 实验分析了近五费米倒数（inverse femtobarns）的数据。在 2012 年冬季会议上，CMS 和 ATLAS 实验将希格斯玻色子可能存在的质量窗口大幅缩小，范围在 115-130 GeV 之间。由于两台机器可用的搜寻通道的特殊性，这个质量范围的低端对 Tevatron 有利，因为它对希格斯玻色子衰变成底夸克对更敏感，而高端对 LHC 有利，因为它对更罕见的衰变成一对光子或 Z 玻色子更敏感，这两种衰变都会产生非常尖锐的质量峰。如果 125 GeV 的野兽迹象被证实是真的，那么 LHC 将赢得这场竞赛。正如我开头所说，Tevatron 的目标很明确：提取尽可能多的统计学显著性。分析师们做得非常出色，今天公布了最终答案：数据中出现了广泛的过量信号，与 125 GeV 希格斯玻色子衰变成 b 夸克对一致。结合两个实验的数据，该质量下的统计学显著性相当于约 2.5 西格玛。图表中显示，黑线（表示仅背景看起来与观测结果相似的概率）下降到接近三西格玛的水平。周三，在 CERN，LHC 实验将公布将 2011 年的大量数据样本与 2012 年更高能量（8 TeV）的更大样本结合后的结果。这显然是一个激动人心的时刻——敬请关注！
