ATLAS测得迄今最精确希格斯玻色子质量

ATLAS测得迄今最精确希格斯玻色子质量CERN于2012年7月正式宣布在大型强子对撞机（LHC）上发现了希格斯玻色子，这是粒子物理学标准模型的“最后一块拼图”。而希格斯玻色子的质量不由标准模型预测，必须通过实验测量来确定，其值决定了希格斯玻色子与其他基本粒子以及自身相互作用的强度。对这一基本参数开展精确测定，使物理学家能对希格斯玻色子性质的测量与标准模型的预测进行对比。如果预测出现偏差，可能预示新粒子的存在。在最新研究中，ATLAS团队基于该粒子衰变为两个高能光子（双光子通道），对运行期间收集到的所有数据集分析后得出希格斯玻色子的质量为125.22吉电子伏特（GeV，1吉电子伏特等于10亿电子伏特），不确定度为0.14GeV，精度为0.11%，这是迄今通过单衰变通道获得的最精确的希格斯玻色子质量。他们将这一结果与此前开展的基于该粒子衰变为四个轻子（四轻子通道）进行分析获得的质量相结合，获得希格斯玻色子质量为125.11GeV，不确定度为0.11GeV，精度为0.09%，这是迄今对这一基本参数最精确的测量。ATLAS合作组发言人安德烈亚斯·霍费尔表示，强大的重建算法与精确的校准相结合是精确测量的决定性因素。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1372981.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1372981.htm

希格斯玻色子揭开了新的秘密：大型强子对撞机检测到罕见的衰变现象

希格斯玻色子揭开了新的秘密：大型强子对撞机检测到罕见的衰变现象2012年在欧洲核子研究中心的大型强子对撞机（LHC）上发现希格斯玻色子，标志着粒子物理学的一个重要里程碑。从那时起，ATLAS和CMS合作机构一直在努力研究这一独特粒子的特性，并寻找确定其产生和衰变为其他粒子的不同方式。在上周举行的大型强子对撞机物理学（LHCP）会议上，ATLAS和CMS报告了他们如何联手找到希格斯玻色子衰变为Z玻色子（弱力的电中性载体）和光子（电磁力的载体）这一罕见过程的第一个证据。这种希格斯玻色子的衰变可以为超出粒子物理学标准模型预测的粒子的存在提供间接证据。希格斯玻色子衰变为Z玻色子和光子的过程与衰变为两个光子的过程相似。在这些过程中，希格斯玻色子并不直接衰变成这些粒子对。相反，这些衰变是通过"虚拟"粒子的中间"循环"进行的，这些粒子突然出现又突然消失，无法直接探测到。这些虚拟粒子可能包括新的、尚未发现的、与希格斯玻色子相互作用的粒子。来自ATLAS（左）和CMS（右）的希格斯玻色子衰变为Z玻色子和光子的候选事件，其中Z玻色子衰变为一对μ子。资料来源：欧洲核子研究中心标准模型预测，如果希格斯玻色子的质量约为1250亿电子伏特，大约0.15%的希格斯玻色子将衰变为Z玻色子和光子。但是一些扩展了标准模型的理论预测了一个不同的衰变率。因此，测量衰变率为标准模型之外的物理学和希格斯玻色子的性质提供了宝贵的见解。以前，利用来自LHC的质子-质子对撞的数据，ATLAS和CMS独立地对希格斯玻色子衰变为Z玻色子和光子进行了广泛的搜索。两次搜索都使用了类似的策略，通过Z玻色子衰变为成对的电子或μ介子--更重的电子--来确定Z玻色子。这些Z玻色子的衰变发生在大约6.6%的情况下。在这些搜索中，与这种希格斯玻色子衰变相关的碰撞事件（信号）将被识别为一个狭窄的峰值，在衰变产物的综合质量分布中，在一个平滑的事件背景上。为了提高对该衰变的敏感性，ATLAS和CMS利用希格斯玻色子产生的最常见模式，并根据这些生产过程的特点对事件进行分类。他们还使用先进的机器学习技术来进一步区分信号和背景事件。在一项新的研究中，ATLAS和CMS现在已经联合起来，最大限度地提高了他们的搜索结果。通过结合两个实验在LHC第二次运行期间（发生在2015年至2018年）收集的数据集，这两个合作机构大大提高了其搜索的统计精度和范围。这一合作努力带来了希格斯玻色子衰变为Z玻色子和光子的第一个证据。该结果的统计学意义为3.4个标准差，低于声称观察到的5个标准差的常规要求。测量的信号率比标准模型的预测值高出1.9个标准差。"每个粒子都与希格斯玻色子有特殊的关系，这使得搜索罕见的希格斯衰变成为一个高度优先事项，"ATLAS物理学协调员帕梅拉-法拉利说。"通过对ATLAS和CMS的单个结果的精心组合，我们朝着解开希格斯玻色子的又一个谜团迈出了一步。""新粒子的存在可能对罕见的希格斯衰变模式产生非常重大的影响，"CMS物理学协调员弗洛伦西亚-卡内利说。"这项研究是对标准模型的一个强有力的测试。随着正在进行的大型强子对撞机的第三次运行和未来的高亮度大型强子对撞机，我们将能够提高这一测试的精度，并探测更罕见的希格斯衰变。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1362157.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1362157.htm

成功预测“上帝粒子”——希格斯玻色子存在的诺贝尔物理学奖得主彼得・希格斯日前去世，享年94岁。英国爱丁堡大学在10日发表的讣告中

成功预测“上帝粒子”——希格斯玻色子存在的诺贝尔物理学奖得主彼得・希格斯日前去世，享年94岁。英国爱丁堡大学在10日发表的讣告中说，该大学荣誉退休教授希格斯在短暂患病后于4月8日在家中平静地去世。1964年，希格斯提出一种粒子场的存在，预言一种能吸引其他粒子进而产生质量的玻色子的存在，即希格斯玻色子。多年后，欧洲核子研究中心通过大型强子对撞机实验证实了它的存在。2013年，希格斯和一名比利时物理学家一起获得当年的诺贝尔物理学奖。（新华社）

物理学家首次探测到由粒子对撞机制造的亚原子中微子

物理学家首次探测到由粒子对撞机制造的亚原子中微子这种粒子在1956年首次被发现，并在使恒星燃烧的过程中发挥了关键作用。这一发现有望帮助物理学家了解宇宙中最丰富的粒子的性质。这项工作还可以揭示出宇宙中微子的情况，这些中微子会长途跋涉并与地球发生碰撞，为了解宇宙的遥远部分提供了一个窗口。这是"前向搜索实验"（FASER）的最新成果，这是一个由国际物理学家小组设计和建造的粒子探测器，安装在瑞士日内瓦的欧洲核子研究理事会（CERN）。在那里，FASER检测由欧洲核子研究中心的大型强子对撞机产生的粒子。加州大学欧文分校粒子物理学家和FASER合作项目共同发言人乔纳森-冯（JonathanFeng）说："我们从一个全新的来源--粒子对撞机当中发现了中微子，在那里你有两束粒子以极高的能量砸在一起。"他发起了这个项目，UCI和21个合作机构的80多名研究人员参与其中。FASER粒子探测器位于欧洲核子研究中心大型强子对撞机的地下深处，大部分是用欧洲核子研究中心其他实验的备件建造的。信用：照片由欧洲核子研究中心提供欧洲核子研究中心的粒子物理学家布莱恩-彼得森周日代表FASER在意大利举行的第57届RencontresdeMoriond弱电相互作用和统一理论会议上宣布了这些结果。中微子是由已故UCI物理学家和诺贝尔奖得主FrederickReines在近70年前共同发现的，是宇宙中最丰富的粒子，"对建立粒子物理学的标准模型非常重要，"FASER联合发言人JamieBoyd说。"但是在对撞机上产生的中微子从未被实验所探测到。"自从Reines和UCI物理学和天文学教授HankSobel等人的开创性工作以来，物理学家研究的大多数中微子都是低能量的中微子。但是FASER检测到的中微子是在实验室中产生的最高能量的中微子，与深空粒子在我们的大气层中引发巨大的粒子雨时发现的中微子相似。Boyd说："它们能以我们无法了解的方式告诉我们关于深空的情况。大型强子对撞机中的这些非常高能量的中微子对于理解粒子天体物理学中真正令人兴奋的观察结果非常重要。"FASER本身在粒子探测实验中是新的和独特的。与欧洲核子研究中心的其他探测器相比，如ATLAS，它有几层楼高，重达数千吨，而FASER大约只有一吨，可以整齐地放在欧洲核子研究中心的一个小侧隧道内。而且，它只花了几年时间就利用其他实验的备件进行设计和建造。UCI实验物理学家戴夫-卡斯帕说："中微子是大型强子对撞机上更大的实验无法直接探测到的唯一已知粒子，所以FASER的成功观测意味着对撞机的全部物理学潜力终于被开发出来了。"除了中微子，FASER的另一个主要目标是帮助识别构成暗物质的粒子，物理学家认为暗物质包括宇宙中的大部分物质，但他们从未直接观察到。FASER尚未发现暗物质的迹象，但随着大型强子对撞机将在几个月后开始新一轮的粒子对撞，该探测器已经准备好记录任何出现的暗物质。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1350507.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1350507.htm

大型强子对撞机实验检测到第一个“人造”中微子

大型强子对撞机实验检测到第一个“人造”中微子中微子是宇宙中最丰富的粒子之一，但这些游荡的宇宙粒子与传统物质发生相互作用的可能性极低。据参与新实验的研究人员克里斯托瓦奥-维莱拉（CristovaoVilela）说，在大型强子对撞机这样的质子对撞机中也会"大量"产生中微子。虽然这些中微子以前从未被直接观测到过，但名为FASER（前向搜索实验）和SND（散射和中微子探测器）@LHC的实验采用了两种不同的方法，成功地观测到了这些中微子。FASER合作是一项重要的研究工作，旨在观测轻粒子和中微子等弱相互作用粒子。相比之下，SND@LHC则专门针对中微子，采用的探测器战略性地安装在大型强子对撞机内预计会出现高中微子通量的位置。FASER是首个探测源自大型强子对撞机的中微子的实验。最近发表的一项研究报告称，FASER的研究人员利用一个在很短时间内建造的"非常小巧、廉价的探测器"捕捉到了153次高能中微子相互作用。这些中微子确实拥有在实验室环境中记录到的最高能量，但有可能为进一步全面研究这些难以捉摸的粒子的特性铺平道路。继FASER之后，SND@LHC实验又记录了8个涉及中微子的"事件"。研究人员分析了探测器在2022年7月至11月期间收集到的数据，称他们的科学发现"非常成功"。维莱拉说，既然中微子终于在实验室中被探测到了，那么粒子物理学标准模型中的一些谜团就有可能得到更好的理解和研究。大型强子对撞机的科学家们还将继续运行FASER实验多年，预计收集到的数据"至少"会增加10倍。FASER探测器尚未满负荷运行，但在未来几年中，该实验将产生有关高能中微子相互作用的"精美细节"。此外，欧洲核子研究中心正在探索在大型强子对撞机现场建造的一个新的地下洞穴，其唯一目的是探测"数百万"中微子相互作用和其他与暗物质有关的现象。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1380129.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1380129.htm

水下观测站可能探测到有史以来能量最大的中微子

水下观测站可能探测到有史以来能量最大的中微子一个名为"深渊宇宙天体粒子研究"（ARCA）的水下观测站记录到了前所未有的亚原子相互作用，这可能是超高能中微子从天而降造成的。中微子物理学家若昂-科埃略（JoãoCoelho）在意大利米兰举行的"中微子2024"会议上宣布了这一潜在发现，并表示他将在未来的论文中详细介绍这一发现。ARCA由几个有机玻璃球组成，每个球约半米宽，与固定在意大利西西里岛东南地中海海底的绳索相连。该观测站仍在海平面下3500米处"组装"，是KM3NeT大型望远镜和探测器阵列的一部分，被设计为下一代中微子望远镜。ARCA的球体设计用于探测能够到达海底的光辐射，包括高能宇宙射线和中微子等无质量粒子。中微子无法被直接观测到，但当中微子撞击到水、空气或岩石的原子时，可以推断出它们的存在。当发生这种相互作用时，ARCA的仪器就能探测到由此产生的亚原子粒子级联。超能量中微子的存在已有数年之久，据信是宇宙中一些最剧烈事件的结果，如超大质量黑洞或超新星残骸的生长。这些中微子可以携带半千万亿电子伏特（PeV）或更高的能量，而科埃略宣布的潜在高能中微子可能具有数十千万亿电子伏特的能量水平。威斯康星大学麦迪逊分校物理学家弗朗西斯-哈尔岑（FrancisHalzen）说，如果这一发现得到证实，对粒子物理研究人员来说将是一个"梦幻般的事件"。科埃略将ARCA的探测描述为一种"非常遥远"的现象，与中微子的任何记录都相去甚远。中微子是宇宙中已知存在的一些最难以捉摸的粒子，也是标准模型中研究最少的粒子。欧洲核子研究中心一直在利用大型强子对撞机进行与中微子有关的实验，而世界各地的研究人员正在建造或提出了更多旨在探测最高能量中微子的观测站。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1435972.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1435972.htm