上帝粒子！科學家首次觀察到「希格斯玻色子」粒子的衰變過程

在奇特而難以捉摸的希格斯玻色子粒子被發現6年後，與世界上最大的粒子加速器合作的科學家們終於發現了它神秘但最常見的衰變過程。

利用大型強子對撞機的數據，物理學家發現玻色子衰變為兩個更小的粒子——一個底部夸克和它的反物質當量，一個反底部夸克。

粒子物理學的標準模型預測，希格斯玻色子大約有60%的時間會衰變為底部夸克(夸克的第二重)。

物理學家一直試圖觀察這一過程，因為它要麼支持標準模型，要麼表明它是不夠的——需要尋找新的物理學來解釋這種差異。

問題是，這個過程在實際操作中非常難以把握。希格斯玻色子是由兩個質子碰撞產生的。如果質子內部的兩個膠子融合併產生兩個頂夸克，這些頂夸克就能重新組合成希格斯玻色子。

這種粒子存在大約1 / 7秒，然後衰變為質量較小的粒子。正是通過對這些粒子的探測，粒子物理學家推斷出希格斯玻色子的存在。

這些粒子有幾種衰變方式，包括形成費米-反費米子對、一對光子或一對量規玻色子，這些相對容易觀察到。

但是對於底部夸克，這就有點麻煩了，因為每一次質子-質子的碰撞都會產生大量亞原子粒子，包括底部夸克。然後迅速衰變為其他粒子。

「僅僅找到一個看起來像來自希格斯玻色子的兩個底部夸克的事件是不夠的，」從事CMS分析工作的普林斯頓大學物理學家克里斯·帕爾默(Chris Palmer)說。

「我們需要分析數以萬計的事件，才能闡明這一過程，而這一過程發生在一堆看似相似的背景事件之上。」

然而，有一些粒子是希格斯玻色子產生機制的副產品。

帕爾默解釋說:「我們用這些粒子來標記潛在的希格斯粒子，並將它們與其他粒子區分開來。」「因此，我們在這項分析中得到了一份二比一的協議，因為我們不僅發現了希格斯粒子衰變到底部夸克，而且還了解了它的產生機制。」

他們再次證實了粒子物理的標準模型，與測量的衰變速率相匹配。

這一結果為科學家更深入地研究希格斯玻色子的行為，以及它如何與其他物質相互作用，以及它是否能與尚未被發現的粒子(如暗物質)相互作用提供了新的可能性。

研究的下一步是改進測量方法，以在更高解析度下研究衰減模式。

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