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物理学家正在梳理伊利诺伊州Tevatron粒子对撞机产生的数据，发现了一个他们和长期存在的粒子物理学标准模型都无法解释的信号。
这个国际研究团队使用来自CDF的数据，CDF是Tevatron的两个探测器之一，质子和它们的反物质对应物在那里以接近光速的速度碰撞。这些高能碰撞的残骸会产生各种短寿命的粒子，这让物理学家得以瞥见物理世界的内部运作。位于费米国家加速器实验室的Tevatron是世界第二强大的粒子对撞机，仅次于瑞士日内瓦郊外的大型强子对撞机。
研究人员在检查CDF探测器内部质子和反质子碰撞时产生的一种非常具体的结果时，他们注意到信号中出现了一个无法解释的突增，这可能可以用一种以前未被发现的基本粒子来解释——但不是希格斯玻色子，这个备受追捧的粒子被认为赋予其他粒子质量。
研究人员在4月4日发布在物理学预印本网站arXiv.org上的一项研究中报告了他们令人困惑但未证实的这项新发现。研究人员也已将他们的研究结果提交给物理评论快报发表。
CDF团队发现，Tevatron在产生被称为W玻色子的重型基本粒子加上一对粒子喷流的碰撞方面比它应有的表现更活跃。“我们看到的是，在120到160 GeV（吉电子伏特）之间有一个过剩区域，”伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的CDF物理学家维维安娜·卡瓦列雷在4月6日对挤满人的费米实验室礼堂解释说。（吉电子伏特，或十亿电子伏特，是粒子质量或能量的单位。）
卡瓦列雷说，这个结果与碰撞产生一个W玻色子加上一个迄今未知——甚至更重——质量约为150 GeV的粒子相符。但这个粒子似乎不是希格斯玻色子，因为希格斯玻色子预计会与W玻色子一起从碰撞中出现的频率要低得多。如果CDF发现了一个新的基本粒子，这将是自2000年在费米实验室观察到τ中微子以来的第一个此类发现。但在τ中微子的情况下，物理学家已经预测了粒子的存在并开始寻找它。
当理论学家争先恐后地弄清楚CDF到底发现了什么时，实验学家将努力验证探测器是否真的发现了任何东西。新的分析声称，数据与现有理论的偏差大于三个标准偏差，即3西格玛。假设分析是正确的，这意味着该效应仅仅是统计误差的可能性只有不到1%。但非凡的主张需要更强的证据。
布鲁克海文国家实验室物理学家莎莉·道森说：“5西格玛是我们的黄金标准，”她补充说，物理学界已经看到3西格玛效应出现又消失。“如果这是真的，如果它能站得住脚，那当然是非常令人兴奋的，因为它是完全出乎意料的，”道森说。“如果它持续存在，理论上就很难解释。”
“我们很快就会知道这是真的还是假的，”费米实验室理论家博格丹·多布雷斯库说，他没有参与这项新研究。“在现阶段，这还是相当可信的。”如果结果成立，理论家将需要弄清楚什么样的粒子可以符合要求。“这将是一项重大突破，特别是由于据我所知，这是一个没有人真正预测到的粒子，”多布雷斯库说。“我们可以尝试发明一些新的粒子，看看它们是否具有我们看到的适当属性，但没有哪个答案是非常预期的。”
Tevatron，计划在秋季彻底关闭，仍在收集可能加强新粒子存在的证据或使其无效的数据。卡瓦列雷说，新的分析开始于一年多以前，并且不包括来自CDF的最新数据。该团队已经记录了更多等待分析的碰撞，但卡瓦列雷警告说，扩大的数据集不足以使这一发现达到5西格玛范围。
但物理学界不必等待太久才能对新粒子进行现实检验。费米实验室物理学家和DZero联合发言人德米特里·丹尼索夫说，在Tevatron的另一个探测器（称为DZero）工作的物理学家现在正在用他们自己庞大的数据集复制CDF分析。“我们预计我们将在几周的时间内澄清这个主题，”他说。