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物理实验是检验“上帝宝博体育粒子”的唯一标准添加时间:2023-12-12

  物理学家增强了对已发现的希格斯粒子进行验证的信心,迄今为止,希格斯粒子的特性和理论预测保持了很好的一致性。物理学家提高了对希格斯粒子或希格斯玻色子可重复性检测的信心,已经发现的新奇粒子是物理学家长期寻找的神秘物质,希格斯粒子的特性是解释宇宙物体为什么含有质量的关键因素。实验物理学家蒂姆·巴克洛在斯坦福大学的国家加速器实验室(SLAC)之超导环场探测器实验室(ATLAS)从事实验研究,他解释说,实验人员已经充分收集了希格斯粒子的各向数据,几乎没有统计学概念的侥幸成分,已将侥幸的成分降低到一个极小的数值。

  欧洲核子研究中心(CERN)的研究人员在意大利的莫芮昂迪召开了一次年度会议,他们在学术会议上得出了一个结论,迄今为止,有些希格斯粒子的关键数据适合粒子物理标准模型预测的特性。按照标准模型的推测,预期的希格斯粒子没有旋转或自旋的特性,对粒子奇偶性或粒子镜像行为的测量取正值。欧洲核子研究中心(CERN)之ATLAS项目的发言人戴夫·查尔顿在一项声明中表示,收集的数据证明了该粒子的奇偶性符合标准模型的描述。

  欧洲核子研究中心(CERN)运营管理大型强子对撞机(LHC),研究中心设有ATLAS和紧凑型μ介子螺旋管探测器(CMS)两个实验室,新的实验数据来自ATLAS和CMS两大实验室,用数据记载了2011年500万亿次的质子与质子碰撞的事件,2012年记录了1500万亿次质子与质子碰撞的事件,2012年记载的数据比2011年提高了2.5倍以上。在2012年7月4日,两大实验室的科学团队发布了希格斯粒子被发现的消息。

  实验数据本身有充分的说服力,但科学团队对科学结论采取了小心和谨慎的态度,没有立即确认新的粒子就是科学家长期以来寻找的希格斯玻色子。科学团队的发言人乔·尹坎德拉解释说,他们在2012年获得了充分的实验数据,非常清楚地表明了科学家在与希格斯粒子“打交道”,但确定希格斯粒子的类型并非易事,需要花费很长的一段时间。希格斯粒子如同宏伟的海量数据所显示的样式,它可能是单一性的粒子,与粒子标准模型所定义的所有特性相一致,它也可能是不同寻常的复合性粒子,而复合粒子由多重粒子构成。

  纽约布鲁克海文国家实验室的物理学家霍华德·戈登担任ATLAS合作董事会的副主席一职,他认为海量的实验数据令人振奋,坚定了科学家确认希格斯玻色子存在的信心,今后将有更多对新粒子的特性进行精确测量的实验。欧洲核子研究中心(CERN)的物理学家确定了科学发现的西格玛3水平,如同粒子物理标准模型的预测,希格斯粒子的自旋为零,奇偶性为正数。西格玛指标通常用来衡量科学家发现的信心度,西格玛指标高,意味着科学家对发现的成果信心度高;西格玛指标低,意味着科学家对发现的成果信心度低。

  一旦希格斯粒子发现的信心指数达到了西格玛5的水平,这将意味着侥幸结果只有百万分之一的可能性,或检测到的希格斯粒子信号属于数字统计学概念的侥幸事件。物理学家戈登解释说,自旋和奇偶性不是判断希格斯粒子特征的绝对性指标,有必要研究粒子衰变的细节方面,根据粒子标准模型的推测,希格斯粒子将会衰变为常规的诸如夸克和轻子的亚原子粒子,目前的数据分析说明,希格斯粒子的行为遵循了粒子标准模型的脚本。目前找到了希格斯粒子的两种衰变模式,相关理论有了很大改进的空间,两种衰变模式理论有明显的不足,确定正确的衰变模式是科学家未来的努力方向。

  物理学家未能绘制一幅完整而精致的希格斯粒子图画,他们暂时使用了“像希格斯一样的粒子”的词语宝博体育,表达了一种谨慎的态度,有些物理学家对某种隐隐约约的发现结果产生了失望情绪,新粒子的特性没有达到理论预测的精确性。纽约哥伦比亚大学的数学家彼得-沃特在博客中写下了一句评语,“这不是你的错”。目前对希格斯粒子发现的真与假的存在争议,从目前获得的大量数据进行分析,新粒子非常像标准模型预测的希格斯粒子。有些创建了独特模式的物理学家认为,新粒子脱离了标准模型的范围,不易过早地做出科学发现的定论。加州理工大学的天文学家肖恩·卡罗尔认同彼得-沃特的观点,他在自己拥有大量粉丝的客博中写到,“最新的数据似乎支持了希格斯玻色子,人们已经闻到科学发现的‘香饽饽’味道”。

  斯坦福大学国家直线加速器实验室(SLAC)的物理学家蒂姆·巴洛克解释说,排除希格斯粒子的可能性为时过早,科学家在发现和证实希格斯粒子的过程中经历了长期而艰巨的探索,现在还不是对新的发现感到无聊和厌倦的时候,在做出希格斯粒子重大发现的最后决定之前,科学家还有较长的一段路要走。纽约布鲁克海文国家实验室的物理学家霍华德·戈登注意到了有些物理学家同事另辟蹊径,希望找到希格斯粒子的独特性,纠正过去认知的不足和偏差。目前的标准模型理论仍有些关乎粒子特性的深奥谜题,比如:新粒子的质量大约为125Gev或125十亿电子伏特,质量比理论的预测值稍轻,希格斯粒子的质量刚好是125Gev、而不是别的值,目前的物理学家很难解答这个奇妙的问题。

  欧洲大型强子对撞机(LHC)目前处于检修计划的“休眠期”,实验室的工程师制定了两年的计划,准备对人们寄予厚望的超大机器进行系统的维修和升级,在2015年完成了更新改造计划,重新运转的超级机器产生了更高的能级,在更高的能量水平上实现了质子的碰撞,物理学家将拿出更有说服力的数据,验证和回答希格斯粒子的各种问题。物理学家发现希格斯粒子的研究计划分为两个阶段,一个在2015年之前,一个在2015年之后,科学团队在2015年之前没有停止希格斯粒子的实验研究,搜集了大量实验数据,改进了数据分析方式。科学团队在2015年之后使用了技术升级的大型对撞机,经过更新的实验平台为希格斯物理学研究提供了新的条件和可能。

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