首次發(fā)現(xiàn)稀有希格斯玻色子衰變的證據(jù)
幫助研究新物理學
科技日報北京2月17日電（記者劉霞）自2012年首次亮相以來，希格斯玻色子就吸引了無數(shù)科學家對其特性進行研究。據(jù)美國網(wǎng)站Fun 16日報道，歐洲核子研究中心的科學家近日首次發(fā)現(xiàn)希格斯玻色子衰變成兩個輕子（帶相反電荷的電子或介子對）和一個光子的證據(jù)——“達利茲衰變”。這是大型強子對撞機（LHC）研究人員發(fā)現(xiàn)的最罕見的希格斯玻色子衰變之一，將有助于科學家發(fā)現(xiàn)新的物理學。
希格斯玻色子壽命不長，很快就會衰變成質(zhì)量較小的粒子。利用粒子物理學的標準模型，科學家可以預測希格斯玻色子衰變成的不同基本粒子，其中“常見”的衰變成兩個光子。他們還可以估計希格斯玻色子衰變成不同粒子組合的頻率——衰變成一個光子和兩個輕子的情況極為罕見。在最新的研究中，ATLAS 和緊湊型μ子螺線管團隊發(fā)現(xiàn)了這些罕見衰變的證據(jù)。
ATLAS團隊粒子物理學家詹姆斯·比徹姆解釋說，在這次衰變中物理學家衰變秘密留學之路，希格斯玻色子迅速變成一個光子和一個“虛光子”，而虛光子又立即變成兩個輕子，“虛光子”的質(zhì)量非常小，而普通光子則完全沒有質(zhì)量。
“這兩個輕子‘幾乎手牽手，撞上了我們的量熱計’，”比徹姆補充道物理學家衰變秘密，他指的是大型強子對撞機的量熱計，這是一種用來阻止粒子通過碰撞產(chǎn)生的工具。當這些粒子被量熱計阻擋或‘吸收’時，科學家就可以探測和研究它們。盡管科學家此前曾預測希格斯玻色子會以這種方式衰變，但這一新發(fā)現(xiàn)是“這種衰變的第一個證據(jù)”。
他隨后補充道，“高光度大型強子對撞機”計劃于2022年3月“重現(xiàn)輝煌”，屆時預計將產(chǎn)生大量新數(shù)據(jù)。研究人員有望直接觀察這種罕見的衰變，并詳細研究希格斯玻色子的性質(zhì)，從而對標準模型進行更嚴格的測試。
比徹姆說，通過研究這種罕見的衰變，研究人員表示，他們可以探索標準模型之外的新物理學的可能性，新物理學可以解釋很多關于物理宇宙的事情，但無法解釋引力和暗物質(zhì)。
主編評論
這是整個亞原子世界最著名的小東西，它長期占據(jù)著整個粒子物理界的研究中心，無論是在發(fā)現(xiàn)希格斯玻色子之前還是之后。“希格斯玻色子的發(fā)現(xiàn)不是粒子物理學的終結(jié)，而是新物理學的開始。”如今的研究很好地驗證了這一說法。雖然從目前的實驗中我們無法捕捉到它背后到底是什么新物理，但我們已經(jīng)可以看到一個華麗精妙的理論被實驗證實，進而衍生出新的理論和技術。最終它將再次走出實驗室，幫助科學家開啟一個更加宏大的時代。