在日内瓦的大型强子对撞机工作的科学家们宣布，他们以极高的置信度发现了一种新的亚原子粒子，该粒子与我们预期的希格斯粒子外观一致。 太棒了。我的天。
这张图展示了LHC 探测器之一看到的发现。稍安勿躁，我来解释一下！好了，简单版来了。希格斯粒子极其重要，因为粒子物理学的标准模型——关于所有粒子如何行为的基本理论——预测它的存在，并且它是（间接）赋予许多其他粒子质量的原因。换句话说，电子、质子和中子之所以有质量，就是因为这个希格斯“大家伙”。去年，《卫报》刊登了一篇很好的文章来解释这一点。在 Discover Magazine 2007 年的Cosmic Variance 博客上，有更具技术性的讨论。 Sean Carroll 一直在实时直播这次宣布，也有很多好信息。这种粒子很难探测，因为它不长寿。一旦形成，它就会以极快的速度衰变成能量和其他粒子（想象成弹片）。制造它们的唯一方法就是以极高的能量将其他粒子碰撞在一起，并观察产生的碰撞。如果希格斯粒子存在，那么它就会衰变并释放出特征性的能量。问题是，很多东西都会释放出那么多的能量，所以你必须在所有这些噪声之上看到希格斯信号。因此，你必须一遍又一遍地、无数次地碰撞粒子，才能从希格斯衰变中积累起微弱的信号。你做得越多，信号就越大，你就能越有信心认为检测是真实的。 去年 12 月，当 LHC 的初步结果公布时，我详细描述了这一切。我强烈建议你先阅读那篇文章！现在回来了吗？很好。所以去年，在约 125 GeV 的能量下出现了一个信号过载——这是物理学家使用的能量单位，也表明了衰变粒子的质量。因为能量和质量在某种程度上是可以互换的，检测粒子衰变时释放出的能量就可以知道它的质量。一个质子的质量大约是 1 GeV，所以这个发现的过载大约是它的 125 倍。去年的结果虽然诱人，但信号的强度只带来了约 90% 的置信度，表明它是真实的。很好，但不足以宣布发现。今天，这一切都改变了。LHC 上的两个不同探测器都独立地在 125 到 126 GeV 之间发现了强烈的信号，置信度约为 5 西格玛——
这意味着他们可以声称该信号是真实的，置信度为 99.9999%！
这意味着他们发现了一种以前未被发现的粒子，而这种粒子恰好在我们标准模型的希格斯粒子质量预测范围内！这正是上面那张图所显示的：探测到的能量出现了一个凸起，而且这个凸起如此之强，以至于可以称之为一项发现。这太重要了。现在，从技术上讲，物理学家只能说这么多：粒子绝对存在。但它是希格斯粒子吗？好吧，说实话，他们不能真正这么说。但如果它看起来像希格斯，行为像希格斯，叫起来也像希格斯……是的。所以，这就是它的全部。一种新的基本粒子被发现了，如果它就是希格斯粒子——而它看起来真的真的*真的*就是——那么这就是我们真正理解宇宙中质量和引力等基本概念的第一步。这很技术性，很复杂，是无数人花费了大量的时间、金钱和精力才取得的成果……但它是真实的。而且这仅仅是第一步。还有很多工作要做。但哦，多么重要的一步啊。宇宙再次做了一些奇妙的事情——让我们得以一窥幕后，窥视其内部运作。永远不要忘记这一点：这是我们人类做到的。发现这个新粒子以及它巨大的潜力，完全是因为我们的好奇心。这个巨大的机器，LHC，建造它的唯一原因是我们想找出答案，而有些人有远见来资助和建造它。当我们渴望探索，渴望看到下一个山丘后面有什么时，奇迹就会在我们面前展开。我们所要做的就是足够渴望。图片来源：CERN
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