希格斯玻色子可能存在，但要等到 2012 年

研究人员今天上午宣布，欧洲核子研究中心的物理学家可能已经发现了难以捉摸的希格斯玻色子的第一丝气息，但在任何人宣布发现之前，还必须进行更多的数字计算。大型强子对撞机的信号突变并不能证明所谓的上帝粒子的存在，至少目前还不是——但至少它们足以让我们对现代物理理论保持信心。

物理学家在新闻发布会上表示，两台探测器一直在筛选大型强子对撞机超高能质子碰撞产生的碎屑，到目前为止，它们已经发现了希格斯粒子的“诱人迹象”。根据 Atlas 和 CMS 探测器分别提供的证据，希格斯粒子的重量约为 125 至 126 千兆电子伏特。这大约是质子的 125 倍。

根据新的测量结果，如果它确实存在，其质量必定在 117 至 127 GeV 之间。这个相对较窄的带是之前 LHC（和 Tevatron）实验的结果，这些实验已经排除了其他可疑尺寸。

“截至今天，我们所看到的现象要么与背景波动相符，要么与玻色子的存在相符，”CMS 实验发言人 Guido Tonelli 说道。“这台宏伟的机器在 2012 年提供的精确分析和额外数据肯定会给出答案。”

Atlas 发言人 Fabiola Gianotti 也表示反对——“这种超额可能是由于波动造成的，但也可能是因为更有趣的事情。我们目前无法得出任何结论，”她说。“我们不需要等待很长时间就能获得足够的数据，并且可以期待在 2012 年解决这个难题。”

世界各地的物理学家（以及那些羡慕物理学的人）都在网上和大学会议室里兴奋地观看了这一消息。人们普遍预计周二的公告将带来发现希格斯粒子的消息，尽管 Atlas 和 CMS 团队都没有宣称取得了这样的突破，但他们也没有看到它。

Atlas 的结果显示，希格斯粒子的质量为 125 到 126 GeV，置信度为 3.6 个标准差，即 3.6σ。CMS 团队认为希格斯粒子的质量可能在 124 GeV 左右，置信度为 2.6σ。在粒子物理学中，真正的发现需要 5 个 sigma 的置信度，所以我们还没有达到这个水平。3 个 sigma 的结果足以说明粒子可能存在。

或者，正如《卫报》博主 John Butterworth 精彩地解释的那样：

一位物理学家发现了一个谜
并对妈妈喊道：“飞猪妈妈！”
她说“飞猪？
接下来你就会看到希格斯！”
他说：“不，直到达到五西格玛为止！”

在大型强子对撞机上，质子之间的高能碰撞将粒子粉碎成它们的组成部分，在真正高能的情况下，物理学家们希望看到希格斯玻色子从混乱中出现。人们认为，这股疑似微量的能量赋予了所有其他粒子质量，因此它非常重要。它也是整个粒子和力的标准模型中唯一尚未观测到的粒子——所以根本找不到它也会非常有趣。

CERN 管理人员已经决定让 LHC 运行到 2012 年，以提高发现希格斯粒子的几率。越来越多的数据正在不断产生，因此 Atlas 和 CMS 团队对明年某个时候获得真正的五西格玛结果充满信心。

我们之前也曾听到过关于发现希格斯粒子的传言，但没有什么比周二的公告更有希望。除了统计意义（至少对于 Atlas 来说）之外，至关重要的是，两个不同的探测器都发现了一些有趣的东西，而且质量能量范围大致相同，正如《纽约时报》指出的那样。

今天宣布的最令人惊奇的事情之一是它可能开辟的新途径。如果希格斯粒子确实在 117 到 127 GeV 之间，那么相对而言，这实际上相当小。物理学家一度认为它的质量可能高达 600 GeV。如果它很小，正如这些结果所表明的那样，这意味着它必须伴随着另一个粒子来稳定它。因此，无论我们通过更多数据了解到什么，有一件事是肯定的——还有更多的发现尚未到来。