发现希格斯玻色子10年后物理学家如何对其进行探测

哈维尔·杜阿尔特(JavierDuarte)目睹了数十年来最大的粒子物理学事件，从而开启了他的科学生涯。2012年7月4日，日内瓦附近欧洲核子研究中心(CERN)实验室的科学家们宣布发现希格斯玻色子，这是人们长期寻找的揭示质量起源的亚原子粒子。Duarte是一名刚来到CERN的热心研究生。

“我可能在宣布之前一周就在那里，”杜阿尔特说。当成群结队的物理学家挤在一起观看CERN的公告时，Duarte没有到达主礼堂。那个空间是为贵宾准备的——那些下定决心整夜排队等候抢到座位的人。相反，他说，他发现自己在地下室，在一个溢流室的溢流室里。

但是热情还是很明显的。“沉浸在那个世界里是一个非常激动人心的时刻，”他说。从那时起，他和来自世界各地从事CERN实验的数千名其他物理学家全力以赴探索粒子的特性。

早在1964年，科学家就预测希格斯玻色子的存在，这是赋予基本粒子质量的过程的标志。但是找到粒子必须等待CERN的大型强子对撞机或LHC。2010年，大型强子对撞机开始以极高的能量将质子撞击在一起，同时ATLAS和CMS这两个大型实验使用大型探测器来观察碎片。

粒子的发现填补了粒子物理学标准模型缺失的基石。该理论解释了已知的基本粒子及其相互作用。这些粒子和相互作用几乎是我们所知道的一切背后的原因。这些粒子充当原子的组成部分并传递重要的自然力，例如电磁力。这些粒子的质量是它们行为的关键。例如，如果电子没有质量，原子就不会形成。如果没有希格斯玻色子，科学家最成功的理论之一就会崩溃。

希格斯玻色子的发现占据了全球的头条新闻。大约有50万人收看直播公告，该活动的镜头出现在5,000多个新闻节目中。甚至古怪的细节也出现在了媒体上，有几篇文章分析了物理学家在他们的演讲中使用经常被蔑视的字体ComicSans的情况。一年多后，这一发现为发展希格斯玻色子背后理论的两位科学家FrançoisEnglert和PeterHiggs赢得了诺贝尔奖——该粒子就是以他们的名字命名的。

2012年7月4日，在欧洲粒子物理实验室CERN，科学家们宣布发现希格斯玻色子。领导建造大型强子对撞机的物理学家林恩·埃文斯(从左起第二个)与前欧洲核子研究中心主任一起庆祝。

丹尼斯·巴利布斯/法新社/盖蒂图片社

现在，随着这一发现的10周年，Duarte和许多其他粒子物理学家仍然保持着最初的兴奋。作为加州大学圣地亚哥分校的教授和CMS实验的成员，杜阿尔特的研究仍然围绕着最重要的粒子展开。他说，在理解希格斯粒子方面取得的进展是“惊人的”。“我们比预期走得更远。”

物理学家一直在研究他们想了解的有关希格斯玻色子的清单。他们在过去十年中对它的特性进行了分类，包括它如何与其他几种粒子相互作用。尽管迄今为止的测量结果与标准模型的预测一致，但如果未来出现差异，则可能意味着还有未知粒子有待发现。