問題在于，不論是大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)，還是任何其他設(shè)備，目前都還沒有看到任何證據(jù)表明存在這些粒子——事實(shí)上，它們沒有找到任何證據(jù)支持任何超越標(biāo)準(zhǔn)模型的理論所作的預(yù)言。如果我們找到了一個(gè)希格斯粒子，卻沒有找到任何其他東西，或許我們就必須承認(rèn)，自己生活在一個(gè)看似有點(diǎn)不太自然的世界之中。又或者，我們只是漏過了標(biāo)準(zhǔn)模型自身的某些細(xì)微之處。而最讓人激動(dòng)人心的事情莫過于，在標(biāo)準(zhǔn)模型之外還有另一層全新的宇宙結(jié)構(gòu)在等待著我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)。

是希格斯粒子嗎？

等到大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)在2015年年初重啟之時(shí)，它會(huì)以更高的頻率碰撞粒子，能量則比升級(jí)前幾乎翻番。如此一來，科學(xué)家便能探測(cè)新發(fā)現(xiàn)粒子的若干特性，檢驗(yàn)它到底是不是給所有其他粒子賦予質(zhì)量的那個(gè)粒子。

自旋便是有待探測(cè)的特性之一。希格斯玻色子之所以被歸類為玻色子，是因?yàn)槔碚擃A(yù)期它的自旋應(yīng)該為整數(shù)——這就使它與光子之類攜帶作用力的粒子被歸入了同一大類。目前發(fā)現(xiàn)的所有玻色子，自旋都為1；而構(gòu)成物質(zhì)的粒子，比如夸克和電子，自旋都為半整數(shù)（比如1/2）。

但是，希格斯粒子并不是作用力的攜帶者。作為賦予其他所有粒子質(zhì)量的一個(gè)背景場(chǎng)所產(chǎn)生的粒子，希格斯粒子必定能夠與所有其他粒子發(fā)生相互作用，不管它們自旋是多少——這種情況，只有當(dāng)它的自旋為0時(shí)，才有可能出現(xiàn)。目前的證據(jù)已經(jīng)相當(dāng)具有說服力，但對(duì)這種新粒子的衰變產(chǎn)物的角分布進(jìn)行更精確的測(cè)量將告訴我們，有沒有什么變故隱藏在其中。

另一個(gè)關(guān)鍵問題在于，新發(fā)現(xiàn)的粒子如何與W玻色子和Z玻色子發(fā)生相互作用?？茖W(xué)家認(rèn)為，正是通過這些相互作用，希格斯玻色子才把弱電力分割成了電磁力和弱核力?，F(xiàn)在，我們已經(jīng)有一只腳站在了更堅(jiān)實(shí)的土壤之上：新粒子衰變成W玻色子和Z玻色子的概率與標(biāo)準(zhǔn)模型預(yù)言的希格斯玻色子大致相符。進(jìn)一步的測(cè)量或許會(huì)揭示它與標(biāo)準(zhǔn)模型的細(xì)微差異，也可能會(huì)揭示某些擴(kuò)展模型中預(yù)言的其他希格斯玻色子。

但是，我們已經(jīng)了解到了足夠多的信息，把新發(fā)現(xiàn)的粒子稱為某種希格斯玻色子，肯定是沒錯(cuò)的。

編譯自：《新科學(xué)家》，The Higgs Boson