纽约——这座不夜城大多已沉睡。酒吧都关门了。但在凌晨 4:45，在哥伦比亚大学曼哈顿校区的一间图书馆里，迈克尔·图茨正准备打开香槟。
这位物理学家有充分的理由庆祝。他所在的庞大科学家团队——3000名研究人员在欧洲大型强子对撞机的ATLAS实验中工作——刚刚宣布了一项新粒子的发现。这个粒子看起来非常像长期寻找和长期假设的希格斯玻色子，它最出名的是解释了为什么基本粒子（如夸克）具有质量。一个竞争对手，规模相当的实验，称为CMS，也在对撞机设施中得出了非常相似的发现。
两个研究团队都在欧洲核子研究中心（CERN）的上午研讨会上宣布了他们的结果，欧洲核子研究中心是运营大型强子对撞机（LHC）的欧洲粒子物理实验室。但日内瓦的上午开始时间意味着美国物理学家和其他好奇的观察家在黎明前的几个小时收听了这一宣布。图茨和他的哥伦比亚同事决定在校园图书馆举办一个观看派对，提供来自欧洲核子研究中心的现场视频直播，以及咖啡、饼干、软饮料和薯片。大约50人，其中许多是学生，参加了这次活动，活动大约在凌晨2:30开始。
关于支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保有关塑造我们当今世界的发现和想法的影响深远的故事的未来。
与过去几年一些围绕希格斯玻色子的过去公告不同，这些公告产生了与任何其他事物一样多的歧义和困惑，这次公告没有让人失望。ATLAS物理学家表示，他们最新的数据显示，存在一个质量约为126.5 GeV或126.5吉电子伏特的未知粒子。电子伏特是物理学家的质量或能量单位；为了比较，质子的质量约为1 GeV。CMS合作组发现了质量为125.3 GeV的新粒子的证据。
至关重要的是，两个团队的发现都显得异常可靠。在物理学术语中，新粒子的证据需要“3-sigma”测量，对应于随机巧合可以解释观测结果的740分之一的可能性，而发现声明需要5-sigma效应，或观测结果是偶然的350万分之一的可能性。去年12月，两个实验的代表宣布，一个人称之为对撞机数据中“有趣、诱人的暗示”。但这些暗示未能达到3-sigma水平。新的ATLAS发现不仅达到了该显著性水平，而且清除了黄金标准的5-sigma阈值，而CMS也非常接近，达到了4.9-sigma的发现。
“这就是回报，”图茨在两个团队宣布了他们最新的希格斯玻色子搜寻分析后说道。“这就是你为之奋斗的原因。”希格斯本人也在日内瓦参加了研讨会，还有其他杰出的物理学家，他们提出了该理论，在ATLAS和CMS团队公布了他们的结论后，希格斯也发出了类似的感慨。“对我来说，在我有生之年发生这件事真是太不可思议了，”希格斯在欧洲核子研究中心对听众说。他是20世纪60年代提出现在被称为希格斯机制的六位物理学家之一，他们假设存在一个渗透到整个空间的场，以及一个相关的粒子。该场通过对粒子施加一种阻力来赋予粒子质量，使其减速，就像一个人试图在水中而不是空气中行走时减速一样。
新发现的粒子符合希格斯玻色子的要求，但研究人员告诫说，还需要做更多的工作来比较该粒子的性质与希格斯玻色子预测的性质。毕竟，LHC的探测器无法直接识别希格斯玻色子。LHC将质子加速到前所未有的能量，即四万亿电子伏特（4 TeV），然后将顺时针方向传播的质子束与逆时针方向传播的质子束碰撞。从撞击中会产生新的粒子，其中一些粒子只存在瞬间，然后衰变为其他粒子。
就希格斯玻色子而言，物理学家只能从它衰变产生的更普通的粒子（例如，伽马射线光子或电子对）推断出它的存在及其性质。新粒子的质量适合成为希格斯玻色子，并且大致按照预测的方式衰变，尽管仍存在一些模糊之处。幸运的是，更多的数据即将到来。“我们只记录了2012年预期数据的三分之一，”欧洲核子研究中心ATLAS发言人法比奥拉·贾诺蒂在她的演讲中说。“这仅仅是开始。未来还有更多。”
当贾诺蒂和加州大学圣巴巴拉分校的CMS发言人乔·因坎德拉展示概述他们希格斯玻色子搜索结果的幻灯片时，都受到了热烈的掌声。
“像这样的发现不多，”哥伦比亚大学物理学家布赖恩·科尔在为凌晨观看派对聚集在校园里的人群说。“我想说，这胜过我物理学生涯中的一切……所以我希望你们都能记住这一刻。”
就在日出之前，四名哥伦比亚大学本科生走出了图书馆，返回校园。他们说，只有两个人学习物理——一个专注于化学，另一个专注于数学。但他们都认为，熬夜见证历史的创造是值得的。