“我们发现了一个新粒子，”欧洲核子研究组织（CERN）总干事罗夫·豪尔周三上午说道。“一个玻色子。极有可能是希格斯玻色子。”即使是最受期待的科学新闻，也并非没有一些保留意见。
尽管如此，所有迹象都指向今天的发现，这可以说是现代物理学中最重要的发现之一。神秘的希格斯玻色子，质量的载体，也是物理学主流理论的最后一块拼图，可能终于被找到了。现在是激动人心的部分——取决于它看起来像什么，这个故事可能才刚刚开始。[已更新]
欧洲大型强子对撞机（LHC）的两项实验，其目的是研究构成现实的基元粒子和力，各自发现了该新粒子的证据。ATLAS 和 CMS 实验都报告了 5 西格玛的统计置信水平——基本上是 100% 确定一个新粒子存在。我们去年秋天就看到了诱人的迹象，但自那时以来，LHC 已经碰撞了更多粒子来观察结果。周三的消息是 2011 年和 2012 年数据的综合结果，尽管 2012 年的数据仍在分析中。
根据 ATLAS 和 CMS 的说法，希格斯玻色子的质量与理论预测的相符。它大约是 125-126 吉电子伏特，或大约是质子的 130 倍重。LHC 通过以极高的能量加速质子，并在其巨大的管道系统中将其碰撞在一起，从而找到了它。质量和能量是同一回事，所以当质子具有非常高的能量时，它们就变得非常大。它们在碰撞时会炸开，物理学家会在碎片中寻找更小的组成粒子。在那里，他们看到了希格斯玻色子。
“这确实是一个新粒子。我们知道它必须是一个玻色子，而且是有史以来发现的最重的玻色子，”CMS 的发言人乔·因坎德拉说。然而，要证实它就是传说中的希格斯玻色子，还有很多工作要做。尽管发言谨慎，但这一消息显然是 CERN 和美国物理实验室庆祝的理由。“作为一名普通人，我想说，我认为我们找到了，”豪尔周三上午告诉人群。“你们同意吗？”一阵雷鸣般的掌声作为回应。
没有希格斯玻色子，物理学家就无法解释宇宙——恒星、星系、我们——是如何存在的。玻色子是一种粒子，就像夸克或电子一样，但它实际上是被称为希格斯场的力场的一个组成部分。它就像一种所有事物都能感受到的普遍粘性。莱斯大学粒子物理学家保罗·帕德利认为，光子是一个很好的类比。它是一种光粒子，但它也携带电磁力。希格斯玻色子是类似的力载体。根据理论，其他所有粒子，每一个微小的夸克和轻子，都与这个粘性场相互作用；这种相互作用赋予了它们质量。质量使得粒子能够相互作用，结合成原子、分子、恒星和我们。
“我们之所以关心它，是因为如果希格斯玻色子不存在，那么我们就完全无法理解为什么我们存在，”帕德利说。“你无法解释宇宙。”
83 岁的苏格兰物理学家彼得·希格斯几十年前就提出了同名粒子的理论，以解释这种质量的困惑。周三，他坐在 CERN 研讨会的前排，据《路透社》报道，他的眼中噙满了泪水：“在我有生之年发生这件事真是不可思议，”他告诉他的同事们。
两次独立的五西格玛验证比一些物理学家预期的更强的信号。去年，ATLAS 团队看到了一个重约 125 至 126 吉电子伏特的希格斯粒子迹象，置信水平为 3.6σ。CMS 团队看到了约 124 吉电子伏特附近的潜在信号，置信水平为 2.6σ。
费米实验室物理学家、CMS 团队成员丹·格林表示，使用两个不同的实验是验证结果的一种方式。ATLAS 和 CMS 探测器使用不同的冷却机制和探测方法来研究粒子，因此每个探测器都有不同的误差。如果它们都看到了相同的东西，那么它是一个巧合的可能性就会大大降低。
ATLAS 和 CMS 团队在周三之前都将他们的结果保密，以减少交叉污染或无意偏见的可能性。参与两个合作项目的物理学家表示，这导致了一些尴尬的谈话。
“这很奇怪。我上周在 CERN，和 ATLAS 实验的朋友们一起吃午饭，我们不谈论对希格斯玻色子的追寻，这样就不会毒害我们的思想，”帕德利说。“取而代之的是，你谈论加速器运行得多好，或者猜测暗物质是什么。你可能还会解决世界经济问题。你只是转移到其他事情上。”
现在它已经被发现了——嗯，大概，很有可能，似乎已经被发现了——但仍有许多工作要做。正如豪尔所说，现在物理学家们必须弄清楚这是哪种希格斯玻色子。它的行为是否符合粒子和力的标准模型，还是不符合？它的性质是什么？这些问题在某些方面可能更有趣。“这是开始一项漫长旅程的起点，去探索这个有趣粒子的所有性质，”豪尔说。
帕德利将下一步比作犯罪现场。想象一下，一个人失踪了，然后展开了大规模搜寻。几个月后，在湖里发现了一具尸体，而且符合失踪人员的描述。
“在那时，警察会非常小心。他们会说，‘在我们确定这个人是谁之前，我们要进行 DNA 检测’，”他说。“所以一旦发现一个与希格斯玻色子一致的粒子，仍然有很多工作要做，研究它，并确保它实际上是我们从理论中认识和喜爱的那个希格斯玻色子。”
有许多理论问题需要解决。希格斯可能还有四个“表亲”粒子，阿贡国家实验室物理学家、ATLAS 团队成员汤姆·勒康普特说。在“希格斯度”的尺度上，这个粒子可能是 100% 的希格斯，也可能少一些，他说。物理学家需要弄清楚它是否做了一切它应该做的，或者是否真的有四种版本。也许有带电荷的版本，或者质量更大或更小的版本。也许它是一个标量粒子——这是一个非常奇怪的东西，没有电荷或自旋。它将是第一个标量基本粒子。
“这就是为什么每个人不仅对这个发现感到兴奋，而且还对这个发现为物理学开启的前景感到兴奋，”豪尔说。
因此，请继续关注这个夏天更多有趣的结果。
