在世界上最大的粒子加速器中，神秘新粒子的迹象刚刚略微增强。大型强子对撞机（LHC）粒子碰撞产生的过量光子自三个月前被发现以来一直让物理学家们议论纷纷：现在它的统计显著性略有提高，但仍远未达到宣称发现所需的确定性。
去年 12 月，物理学家宣布他们已经观察到过量的γ 射线光子对，其总能量约为 750 吉电子伏特。数据来自 ATLAS 和 CMS，这是位于瑞士日内瓦附近欧洲粒子物理实验室 CERN 的 27 公里长 LHC 上的两个最大的探测器。
在意大利拉蒂于勒举行的一次会议上于 3 月 17 日报告的一项新分析表明，CMS 实验观察到的过量光子现在变得稍微更显著。但令许多人失望的是，由于对数据进行了更保守的解读，ATLAS 观察到的显著性实际上有所下降。
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，您将帮助确保关于塑造我们当今世界的发现和思想的具有影响力的故事能够继续存在。
最新的 CMS 分析中使用的数据量增加了 23%，因为它包括 LHC 2015 年早期运行时的碰撞数据，当时探测器的磁铁由于冷却系统出现问题而被关闭。磁场会影响探测器电子设备，因此在没有磁场的情况下采集的数据需要仔细且单独的校准。“好消息是，我们现在拥有几乎与 ATLAS 一样多的数据，”CMS 物理协调员、新泽西州普林斯顿大学的物理学家 James Olsen 说。
道路上的颠簸
此外，CMS 团队还重新校准了完整的数据集——这是研究人员在每次运行结束时都会做的事情，以解释辐射对其测量结果的影响方式。
瑞士联邦理工学院（ETH）苏黎世分校的物理学家 Pasquale Musella 在拉蒂于勒会议上表示，随着额外的数据和调整后的校准，CMS 峰值的统计显著性已从 1.2 sigma 升至 1.6 sigma。
法国国家科学研究中心（CNRS）位于附近的安纳西勒维厄的物理学家 Marco Delmastro 在同一天介绍了 ATLAS 的结果。“他们的过量有所增加，这是一个充满希望的迹象，”Delmastro 谈到 CMS 的结果时说。“但谨慎是必要的。统计学是一位严厉的情妇，”Delmastro 引用了罗伯特·海因莱因的科幻小说标题说道。
这远未达到物理学家发现的阈值——被认为是 5 sigma，或信号是统计学上的偶然事件的几率为三千万分之一左右。此外，尽管计算考虑了“其他地方效应”——这考虑到搜索广泛的数据范围会提高发现与预期偏差的概率——但它没有考虑到光子只是 LHC 物理学家测试的众多最终产物之一，ATLAS 物理协调员 Marumi Kado 警告说。然而，进行多次搜索会增加至少一个这样的“通道”将包含一些统计波动的几率。
空搜索
最早可能在下周，在拉蒂于勒会议的更多会谈中，可能会出现关于过量现象的进一步线索，这些线索来自对可能以粒子衰变为除两个光子之外的其他物质形式出现的峰值的搜索结果。到目前为止，此类搜索，包括本周早些时候在 CERN 提出的搜索，尚未发现任何结果，但物理学家表示，2015 年的数据集可能太小，无法显示这些其他衰变模式中的峰值。
如果过量现象是粒子的真实迹象，那么它很可能是一种玻色子——一种通常与基本力之一相关的类型——没有人预测到。LHC 和其他地方的物理学家表示，这样的发现将是自至少 1975 年意外发现 tau 轻子以来，粒子物理学中最重要的发现。相比之下，2012 年发现的希格斯玻色子是粒子物理学标准模型预测的。“这将是首次在超出标准模型的对撞机实验中探测到的粒子，”Olsen 说。
“如果这真的是一个新的信号，那就非常有趣，”巴黎第十一大学线性加速器实验室的实验物理学家 Kado 说。“它将开启如此多的可能性，如此多的问题。研究它将是美好的，”他说。
但统计峰值通常会在收集更多数据后消失，因此 Kado 和其他人仍然敦促谨慎。“我们的工作是怀疑——始终检查可能存在的问题”，他说。
理论狂潮
与此同时，理论物理学家们陷入了狂潮。“在理论部门，我们谈论的都是这件事，”CERN 理论家 Gian Francesco Giudice 说。“理论家们更情绪化，”他说。“实验学家天生更加谨慎，尤其是在他们的官方声明中。”
自 12 月的公告以来，理论物理学家已在 arXiv 在线存储库上发布了 285 篇论文，旨在解释这种过量现象，但对于这种粒子可能是什么，尚未达成共识。特别有趣的是，Giudice 说，这种粒子可能不是“独狼”，而是许多尚未被发现的相关粒子之一。“有理由认为它只是一只走失的动物，但某个地方肯定有一个群体有待发现。”
在冬季维护停机后，未来几周内，LHC 的光束将再次碰撞粒子，新的高能粒子碰撞将于 4 月开始。物理学家表示，到 6 月或最迟 8 月，这两个实验应该有足够的数据来消除统计波动——如果这就是过量现象的本质，或者确认一项新的发现。
本文经许可转载，并于2016 年 3 月 17 日首次发表。