希格斯研讨会现场直播

我们中的几个人将尝试对7月4日欧洲核子研究中心（CERN）举行的希格斯更新研讨会进行现场直播。当然，这项工作将受限于互联网连接的稳定性，但我们会尽力而为。目前，我们至少有来自三大洲的记者（我 [Sean] 在欧洲核子研究中心，JoAnne 在墨尔本参加 ICHEP，我想 John 在加利福尼亚......），所以希望我们中至少有一个人能成功播报。我们会持续更新此帖子，请大家保持刷新。您也可以尝试欧洲核子研究中心的网络直播。研讨会将于日内瓦时间上午9点（美国东部时间凌晨3点，太平洋时间午夜，墨尔本时间下午5点）正式开始。一场由 Fabiola Giannoti 主讲的来自 ATLAS，一场由 Joe Incandela 主讲的来自 CMS。之后还有新闻发布会。记住我们在寻找什么：信号有多显著？两个实验是否相互吻合？速率是否与标准模型预测一致？不同的通道是否相互协调？如果有人在评论中提问，我们可能会尝试回答。是否有过一项科学发现（如果真的可以称之为发现）被如此长时间地提前预料到？我一时想不出来。系好安全带！日内瓦时间晚上11:38（Sean）：初步想法#1：粒子物理学家多年来一直担心存在一个“噩梦情景”。那就是：在大型强子对撞机（LHC）中精确地找到标准模型希格斯粒子，除此之外一无所有。我个人认为这个噩梦情景的可能性非常低。不是基于任何内部消息，仅仅是基于物理学。我们知道标准模型并不完全正确；有暗物质，有暗能量，有重子生成，有层次问题、宇宙常数问题和强CP问题。它不可能是最终答案。在我看来，在希格斯粒子之外的弱尺度上存在有趣的物理学，比我们仅仅停留在平淡无奇的标准模型上要更有可能。除了这个基于物理学的预测之外，还有一个美好的愿望，那就是希格斯粒子本身直接引向新物理。最明显的例子是：在许多（大多数？）将暗物质建模为弱相互作用大质量粒子的模型中，暗物质和普通物质相互作用的主要方式是通过希格斯玻色子的交换。如果自然界是这样运作的，那么希格斯粒子实际上就是连接我们世界与另一个世界的门户。这并非节目的尾声，而仅仅是幕间休息（正如我们在电影行业所说）。日内瓦时间晚上11:44（Sean）：初步想法#2：我只是一个理论家，让我在这里尽可能地谦逊。无论最终发现什么，大型强子对撞机（LHC）都是一项巨大的努力，由成千上万的人历经数年甚至数十年完成。我们希望，这一刻是对他们坚持不懈的某种回报。我向那些真正实现这一目标的实验家、工程师和技术人员致敬。晚上11:52（Sean）：有人告诉我，NOVA（PBS）会有一个网络直播的镜像。日内瓦时间凌晨12:04（Sean）：凌晨零点刚过一点，显然人们已经在排队了。我没有，我要去睡觉了。上午5:34（Sean）：世界，早安！今天有什么事情发生吗？上午5:56（Sean）：无耻广告提醒：物理学家兼本博客之友 David Kaplan 正在制作一部关于大型强子对撞机和新物理学探索的电影长度纪录片。它名为粒子狂热，即将登陆电影节。请关注电影的Facebook页面。上午6:53（Sean）：我们到了！现场确实有摇滚音乐会的气氛，人们为了进入礼堂已经露营了一段时间。门还没开。

上午7:00（Sean）：全面披露提醒：我在这里并非以物理学家的身份，而是以“媒体”的身份。（或者就像Ian Sample说的那样，只是“乌合之众”。）我正在写一本书，当然（我提过吗？宇宙尽头的粒子），但书不会让你跑到半个地球之外。我带着一个小型摄影团队在这里，作为NOVA关于大型强子对撞机和希格斯粒子的特别节目的拍摄一部分。目前还处于非常早期的阶段，所以我们还没有标题或播出日期——大概还要六个月左右。所以我们甚至没有尝试进入主礼堂——那应该是留给实验家和LHC建造者的。看起来他们正在放人进去！上午7:15（Sean）：精心组织的队伍崩溃了，一些迟到的人试图插队到100个露营的人前面，一场骚乱差点发生。秩序暂时恢复！上午7:26（Sean）：来自Facebook：

上午8:10（Sean）：不得不去办理记者证，这涉及到匆忙赶到注册大楼再赶回来，并软言细语地请求一位保安让我们通过一扇我们不应该通过的门。保安：“为什么大家今天都这么匆忙？”其他正在进行的现场直播：SMU、Tommaso Dorigo、viXra、Résonaances、Aidan Randle-Conde、Ken Bloom。我猜Matt Strassler也会参与进来，我在自助餐厅碰到了他。还有其他的吗？上午8:26（Sean）：有些人提到了，值得重复：我们称之为“希格斯玻色子”，但彼得·希格斯并非唯一在1964年提出这个想法的人。那是在电弱统一之前，人们关注的问题是，破缺对称性是否必然意味着无质量玻色子，就像戈德斯通定理所认为的那样。无质量玻色子在现象学上是不好的，因为它们会产生我们看不到的远程力。（QCD是一个例外，但那时的理解还在未来。）1963年，菲尔·安德森基于超导的类比论证说，无质量的戈德斯通玻色子可以与无质量的规范玻色子结合，形成一个有质量的规范玻色子，这完全正确。但他没有标量场模型，也没有使用粒子物理学家相对论的语言。所以在1964年，三个小组提出了相对论模型：弗朗索瓦·恩格勒特和罗伯特·布劳特的一篇论文；彼得·希格斯的两篇论文；以及杰拉尔德·古拉尔尼克、卡尔·哈根和汤姆·基布尔的一篇论文。这六个人因其工作在2010年获得了樱井奖。最有趣的是，因为人们最关心的是如何摆脱无质量玻色子，所以他们并没有非常强调我们现在称之为“希格斯”的那个额外的大质量玻色子。是希格斯本人在他的第二篇论文中引起了人们的注意——而且仅仅是因为这篇论文在他第一次提交时被拒绝了，他想在重新提交给新期刊之前对其进行一些充实。那次充实就是对希格斯玻色子的第一次明确讨论。上午8:51（John）：我在家里的Evo上看到了——加利福尼亚这里快午夜了！上午8:55（Sean）：彼得·希格斯与弗朗索瓦·恩格勒特握手——掌声雷动。上午9:01（John）：实际上，我们有两个直播源……太棒了！上午9:04（Sean）：庆祝活动开始。主持人是欧洲核子研究中心总干事罗尔夫·霍伊尔。上午9:05（Sean）：第一场讲座由乔·英坎德拉主讲，他是CMS的发言人。上午9:08（Sean）：很对的一点是，我们已经通过间接测量对希格斯粒子应该是什么/在哪里有一些了解了。上午9:10（Sean）：他们正在观察希格斯衰变到五种不同模式：底夸克/反底夸克、τ子/反τ子、WW、ZZ、两个光子。一致性（以及每种模式的幅度）将是关键。上午9:16（John）：肖恩，媒体是怎么消化这一切的？上午9:17（Sean）：弦外之音：探测器中的粒子不会带着小标签告诉你它们是什么，更不会告诉你它们是如何产生的。粒子识别效率惊人。上午9:23（Sean）：坦率地说，新闻界有点吵。:) 上午9:29（John）：应该多讲讲那张关键图！那个峰值看起来很不错。上午9:30（Sean）：乔展示的大幅峰值是双光子事件（我想……一边发博客一边看有点难）。这些事件只占希格斯衰变的约0.2%，但它们在背景中非常突出，不像有大量喷流的事件。上午9:32（Sean）：（双光子之后）下一个最干净的通道是四带电轻子事件，它们来自产生两个Z玻色子，每个Z玻色子衰变为电子/正电子或μ子/反μ子。这甚至更罕见，但同样非常干净。上午9:34（Sean）：我认为目前为止提到的任何“sigma”（四点几）都只针对双光子通道！还没有提到组合……上午9:36（Sean）：在四轻子中看到了一些东西，可能是3.2西格玛。上午9:37（Sean）：结合双光子和ZZ：五西格玛！与125 GeV希格斯粒子一致。掌声。（新闻发布室里没有。）上午9:39（Sean）：现在转到两个W玻色子。最好的此类事件是当每个W玻色子衰变为一个带电轻子和一个中微子时。但这仍然不容易，因为中微子本身没有被探测到；必须将能量加起来并反推。上午9:41（Sean）：WW通道略有盈余，略低于预期（就像ZZ通道一样），但显然差异不大。统计量较小。上午9:42（Mark）：美国东海岸这里时间还早得离谱，但我很高兴能醒着看到这张重要的图，以及观众对提到五西格玛的反应！上午9:43（Sean）：现在来看衰变到底夸克和反底夸克。这是最常见的希格斯衰变模式，但很容易在背景中迷失。目前为止，所有通道加起来：5.1西格玛！（当然，五西格玛是“发现”的非正式门槛。）上午9:45（Sean）：现在来看衰变为τ轻子和反τ子的情况。这在背景中也很难分辨。乔惊讶于他们做得如此出色。然而……在该通道中没有希格斯粒子的迹象！显著性非常小，但这可能是一个非常有趣的结果。这可能意味着我们发现了一些类似希格斯粒子的东西，但并非精确的标准模型希格斯粒子。上午9:46（John）：第一个意外——τ子对衰变在哪里？上午9:48（Sean）：总显著性：4.9西格玛。由于没有τ子衰变而下降了。但这可能暗藏好消息！质量 = 125.3 ± 0.6 GeV。上午9:49（Sean）：目前一个巨大的问题是：我们看到的是一个标准希格斯粒子加上一些统计涨落，还是不同通道的差异是新事物出现的迹象？造成不同通道不匹配的最简单方法是在你的理论中加入新的粒子，这些粒子与希格斯粒子耦合，并作为虚拟粒子进入，从而改变不同的衰变速率。这给实验家和理论家都带来了充分的工作！上午9:53（Sean）：下一场讲座由Fabiola Gianotti主讲，她是ATLAS的发言人。

上午9:54（Mark）：预计在不久的将来会有大量理论论文讨论缺失的τ子衰变可能解释。

上午9:56（Sean）：ATLAS将坚持双光子通道和四带电轻子通道，这是目前最精确的两个通道。他们目前不会试图理解那些复杂的通道。“不够成熟，无法在今天展示。”上午9:59（Sean）：“堆叠”（Pile-up）是指大型强子对撞机（LHC）碰撞的是质子束，而不仅仅是单个粒子；每次碰撞会产生30次碰撞，需要将它们分离开来。他们没有预料到会有这么多碰撞。上午10:01（Sean）：“触发器”（Trigger）：对于非专业人士来说，碰撞次数太多，每次碰撞的数据量也太大，不可能将所有数据都保存到磁盘上。实验会丢弃约一百万个事件中的一个。这不是随机的——他们会尝试保留那些乍看之下很有趣的事件。这就是触发器的作用。上午10:05（Sean）：Fabiola正在与人群互动，但在这里的新闻发布室，他们刚刚分发了新闻稿。ATLAS有一个好结果。上午10:07（Mark）：即使对于理论家来说，通过与宾夕法尼亚大学的ATLAS小组讨论，也很清楚堆叠是一个多么巨大的问题。我们不习惯出现碰撞太多这种问题！上午10:09（Sean）：现在你可以阅读新闻稿了！

自己！上午10:11（Sean）：讲座很精彩，但每张幻灯片上的信息量实在不应该那么多！粒子实验者在这方面需要做得更好。上午10:12（Mark）：通常我在参加实验粒子物理研讨会时也有同感，但我刚才实际上在想，这是我见过的最清晰的两次演示。也许我比平时更专注、更兴奋。上午10:12（Sean）：到目前为止的一切都是为了说服我们，他们得到的结果是可靠的。他们确实知道自己在做什么。（我们大多数人都没有怀疑。）上午10:19（Sean）：ATLAS双光子通道的结果：在126 GeV处的数据中出现了一个非常清晰的峰值。上午10:20（Sean）：双光子通道，结合2011年和2012年的数据后，达到4.5西格玛。上午10:21（Sean）：关键在于：观测到的峰值比预期更大！大约是预期的两倍。这是个大新闻。标准模型中没有一个参数可以调整来解释这一点。这要么是一个残酷的波动，要么是新物理学。上午10:25（Sean）：转到希格斯衰变到两个Z玻色子产生的四带电轻子。上午10:28（Sean）：图表显示在125 GeV附近有一个微小但可辨的凸起。我知道我们几乎已经进入后希格斯时代了，但看到所有这些一致性仍然非常令人高兴。（我指的是峰值位置的一致性……CMS的tau/antitau数据在协调方面仍有一些问题。）上午10:33（John）：ATLAS的ZZ峰值相当弱！嗯……还早呢。上午10:33（Sean）：ATLAS的ZZ数据本身，表示在3.4西格玛左右有一个盈余。标准模型预期为2.6西格玛。有趣，还是波动？（我没有包括“寻找他处效应”，因为我想我们现在已经知道该在哪里寻找了。）上午10:34（Mark）：研讨会经常会超时。但正如Gianotti正确指出的，他们通常不会有这种最终的幻灯片让你留下来！上午10:34（Sean）：结合ATLAS的两个通道：五西格玛！掌声。上午10:37（Sean）：标准模型希格斯粒子可达到的预期显著性：4.6西格玛。不确定如何将这与双光子峰值是预期两倍的事实相协调。[啊：那是因为那个高度的误差很大——也许我们不应该过分解读。]上午10:40（Sean）：我个人的评论：我们已经发现了希格斯粒子，或者至少是一个希格斯粒子。仍然不能确定它是否只是平淡无奇的标准模型希格斯粒子。这些差异还不足以确定它们真的代表了超越标准模型的物理学……但这是一种强烈的可能性。幸运的是，我们有一台高速运转的优秀加速器，并且还有更多的数据即将到来！对于所有为我们能达到这一步而努力工作的人来说，这是一个值得骄傲的时刻。上午10:37（Mark）：所以ATLAS也得到了一个五西格玛的结果！这非常值得起床，哪怕只是远远地参与到这张幻灯片带来的喜悦掌声中。上午10:38（John）：两个实验都显著增强了伽马伽马的速率。我的第一印象是，这根本不像是标准模型所预期的……毫无疑问，这是我今晚学到的最重要的事情。上午10:43（Sean）：Fabiola感谢大自然将希格斯粒子置于LHC可以找到的位置。在她的讲座结束时，新闻发布室里甚至响起了掌声！上午10:46（Mark）：彼得·希格斯对最终结果明显动容。我希望人们理解，或许这有助于清楚地表明，科学家们在这项工作中投入了多少。上午10:47（Sean）：不常能看到历史被创造。上午10:49（Mark）：是的——看来我们找到了希格斯粒子。几个小时后我就要去墨尔本参加ICHEP了，届时将更详细地报告那里的演讲内容。上午10:52（Sean）：爱丁堡发布的新闻稿转述了彼得·希格斯的这句话：“我从没想到这会在我有生之年发生，我会让我的家人把香槟放进冰箱。”上午10:55（Sean）：这是来自Phil Gibbs的CMS双光子通道图表

上午10:57（Sean）：来自林恩·埃文斯（大型强子对撞机的建造者）以及弗朗索瓦·恩格勒特（他哀悼他的合作者罗伯特·布劳特的离世）和彼得·希格斯的一些话。我想那是古拉尔尼克和哈根吗？（基布尔没能到场。）上午10:57（Mark）：很高兴能听到理论家们的一些评论。恩格勒特对布劳特的美好致敬，以及格里·古拉尔尼克关于看到这种对科学的喜悦和兴奋的精彩观点。上午11:01（Sean）：现在是新闻发布会。可能没有新的披露，但我会随时通知大家。上午11:10（Sean）：科学家们享受着短暂的名人时刻，被记者们团团围住。

上午11:22（Sean）：乔·英坎德拉表示，我们希望在今年年底前能确定新粒子是标量还是赝标量。上午11:23（Sean）：彼得·希格斯被问到一个问题，但他拒绝回答——他认为今天应该是实验家们站在聚光灯下的一天。不得不佩服这一点。上午11:27（Sean）：法比奥拉和乔一致认为，考虑到误差范围，两次实验的质量测量结果是兼容的。上午11:28（Mark）：有趣且棒极了，他们可能在今年年底前就能区分标量和赝标量。上午11:29（Sean）：实际新闻：总干事罗尔夫·霍伊尔透露，他们现在计划将今年的运行再延长2-3个月。计划是在今年年底停机进行为期两年的升级，因此这给了更多收集数据的机会。上午11:37（Sean）：我们找到希格斯玻色子了吗？

上午11:50（Sean）：有几个人提到了超对称。正如罗尔夫·霍伊尔刚才所说，直截了当的超对称模型有一个显著的特点：不是一个希格斯玻色子，而是五个希格斯玻色子。所以我们可能只发现了希格斯聚合体的20%。中午12:00（Sean）：这里有一些来自CMS的专业图表

和ATLAS

。这是ATLAS的双光子图。