作者：Geoff Brumfiel，来自自然杂志
目前，物理学家们仅称之为“超出预期的事件”。 然而，来自大型强子对撞机 (LHC) 两项实验的最新数据暗示了一些不寻常的现象——这可能是在物理学界最受瞩目的粒子。
ATLAS 和紧凑渺子线圈 (CMS) 实验均在 130-150 吉电子伏特 (GeV) 的大致质量范围内观察到超出预期的事件。（在粒子物理学中，能量和质量可以互换使用。） 这些数据远未达到结论性的程度，但物理学家们认为这可能是希格斯玻色子的初步迹象，该粒子被认为是赋予其他粒子质量的原因。 这些结果已在今天下午于法国格勒诺布尔举行的欧洲高能物理会议上公布。
支持科学新闻事业
如果您喜欢这篇文章，请考虑支持我们屡获殊荣的新闻报道，方式是 订阅。 通过购买订阅，您将帮助确保未来能够持续发布关于塑造我们当今世界的发现和思想的具有影响力的报道。
熟悉这些实验的物理学家们敦促谨慎。 新数据距离一项发现还很遥远，新泽西州罗格斯大学的理论物理学家马修·斯特拉斯勒 (Matthew Strassler) 说。“我会称之为诱人的迹象。”
对希格斯玻色子的渴求
自 1964 年被预测以来，希格斯玻色子一直是物理学界最受期待的粒子。 该粒子是赋予所有其他粒子质量的机制的一部分。 粒子物理学的标准模型（已被验证具有惊人的准确性）也需要希格斯玻色子（或类似的东西）来统一弱核力（调节核衰变）和电磁力（支配电力、磁力和光）。
为了追踪希格斯玻色子，高能物理学家建造了大型强子对撞机——一个位于日内瓦附近欧洲粒子物理实验室 CERN 的 27 公里环形隧道，它可以将质子加速到接近光速，然后将它们碰撞在一起。 碰撞可以短暂地产生更重的粒子。 这些更重的粒子随后衰变成一系列更轻的粒子，这些粒子被建筑大小的探测器捕获。
目前，最大的两个探测器 ATLAS 和 CMS 正在报告在 130-150 GeV 范围内发现超出预期的轻粒子数量。 这正好位于一些物理学家认为可能存在希格斯玻色子的范围的中间。
统计数据远未达到结论性的程度，并且该信号可能仍然会消失。“我们真的需要非常谨慎； 我们真的需要系统化，”CMS 实验的发言人圭多·托内利 (Guido Tonelli) 说。 托内利表示，在未来几个月内，CMS 将把工作重点放在探测异常峰值上。
“我认为我们必须极其谨慎，”ATLAS 探测器的发言人法比奥拉·吉亚诺蒂 (Fabiola Gianotti) 同意道。 吉亚诺蒂表示，当收集更多数据时，这些低能量超出预期的事件以及在更高能量下观察到的一些其他事件可能会消失。
大部分增加似乎都与称为 W 玻色子的粒子的衰变有关。 W 玻色子有助于调节弱核力，理论预测希格斯玻色子有时会衰变成一对 W 玻色子。 两个实验都观察到异常大量的 W 玻色子对。 但是他们没有足够的事件来确认超出预期是一个信号。 更重要的是，W 粒子自身衰变的方式意味着它们无法给出希格斯玻色子质量的精确值。
斯特拉斯勒说，即使超出预期是一个真实信号，也可能是由于理论计算错误造成的。 预测 W 玻色子衰变的精确数量可能很棘手，标准模型可能只需要进行调整即可解释超出预期的情况。
情况将在未来几个月内迅速改变。 加州大学圣地亚哥分校的研究员维韦克·夏尔马 (Vivek Sharma) 说，目前，大型强子对撞机“火力全开”，他负责 CMS 的希格斯玻色子搜索工作。 ATLAS 和 CMS 将在下个月于孟买举行的轻子光子会议上合并他们的结果。 今年秋季和冬季的额外数据应该能够证实超出预期是一个真实信号，或者彻底表明，在合理的低质量范围内，希格斯玻色子不存在。
“我很兴奋，”托内利说。“我们在这个领域工作了 20 年，现在在几个月内我们就会知道答案。”
本文经 自然 杂志许可转载。 该文章于 2011 年 7 月 22 日首次发表。