發(fā)現(xiàn)希格斯玻色子十年
指南者留學(xué)
2022-07-04 11:07:35
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<p style="text-align: justify;"><img src="https://internal-api-drive-stream.feishu.cn/space/api/box/stream/download/all/boxcnEFi0WFY9LCQfcnyBY4bKee/?mount_node_token=doxcncowK2qgCQeMcCt1byxntpb&mount_point=docx_image" width="807" height="387" /></p>
<p style="text-align: justify;"><strong><span class="p">十年前,</span><span class="p">2012年7月4日,一個(gè)由粒子物理學(xué)家組成的國(guó)際合作組織向全世界宣布,他們已經(jīng)獨(dú)立觀測(cè)到了一種新粒子——希格斯玻色子。</span></strong></p>
<p style="text-align: justify;"><br /><span class="p">這一發(fā)現(xiàn)來(lái)自CERN大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)的ATLAS和CMS實(shí)驗(yàn);牛津大學(xué)的研究人員是這一發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵貢獻(xiàn)者,從那以后一直在希格斯玻色子研究中發(fā)揮主導(dǎo)作用。</span></p>
<p style="text-align: justify;"><br /><span class="p">這個(gè)期待已久的發(fā)現(xiàn)是在彼得·希格斯(Peter Higgs)預(yù)測(cè)玻色子近50年后發(fā)現(xiàn)的,也是弗朗索瓦·恩格勒特(François Englert)和羅伯特·布勞特(Robert Brout)在1964年分別預(yù)測(cè)的。他們的理論解釋了粒子如何通過(guò)與希格斯場(chǎng)的相互作用獲得質(zhì)量,并成為粒子物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型的關(guān)鍵部分。然而,通過(guò)找到希格斯玻色子來(lái)證實(shí)這一理論在當(dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)中是遙不可及的。</span></p>
<p style="text-align: justify;"><br /><span class="p">在1983年歐洲核子研究中心發(fā)現(xiàn)W和Z玻色子,1995年在費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)頂夸克之后,希格斯粒子是標(biāo)準(zhǔn)模型中剩余的“缺失部分”。</span></p>
<p style="text-align: justify;"><br /><span class="p">大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(LHC)于2008年開(kāi)始運(yùn)行,并于2010年開(kāi)始碰撞高能質(zhì)子。希格斯粒子可以通過(guò)各種過(guò)程產(chǎn)生,但由于它只是暫時(shí)存在,因此面臨的挑戰(zhàn)是識(shí)別其特征。在牛津組裝的ATLAS半導(dǎo)體跟蹤器(SCT)探測(cè)器用于識(shí)別W玻色子衰變產(chǎn)生的電子和μ子軌跡。</span></p>
<p style="text-align: justify;"><br /><span class="p">Chris Hays教授和牛津大學(xué)小組在研究希格斯粒子衰變成其他粒子方面發(fā)揮了主導(dǎo)作用,而Daniela Bortoletto教授和Ian Shipsey教授在建造CMS硅像素探測(cè)器方面發(fā)揮了主導(dǎo)作用,這在尋找希格斯粒子方面至關(guān)重要。</span></p>
<p style="text-align: justify;"><br /><span class="p">2012年7月4日宣布了一種新粒子的發(fā)現(xiàn)。幾周后,這些實(shí)驗(yàn)在《物理快報(bào)B》上發(fā)表了他們的觀測(cè)結(jié)果,包括牛津大學(xué)小組對(duì)ATLAS觀察到的過(guò)量W-玻色子對(duì)的貢獻(xiàn)。2013年,諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予弗朗索瓦·恩格勒特和彼得·希格斯。</span></p>
<p style="text-align: justify;"><br /><span class="p">自發(fā)現(xiàn)以來(lái)的十年中,牛津大學(xué)的研究人員分析了數(shù)據(jù),以確定和測(cè)量希格斯玻色子衰變的方式。2018年,牛津大學(xué)參與了希格斯玻色子衰變成一對(duì)b夸克的第一次觀察。希格斯玻色子衰變成兩個(gè)μ子的非常罕見(jiàn)的過(guò)程的第一個(gè)證據(jù)是在2020年宣布的。</span></p>
<p style="text-align: justify;"><br /><span class="p">該小組現(xiàn)在正在使用希格斯玻色子來(lái)探測(cè)新的科學(xué)現(xiàn)象,并尋找暗物質(zhì)本質(zhì)和宇宙物質(zhì) - 反物質(zhì)不對(duì)稱性的起源等謎團(tuán)的答案。希格斯玻色子是一種獨(dú)特的粒子。它可以與任何具有質(zhì)量的粒子相互作用。研究這些相互作用可能是進(jìn)一步了解我們宇宙的關(guān)鍵。</span></p>
<p style="text-align: justify;"><br /><span class="p">LHC于2018年關(guān)閉,以升級(jí)加速器和探測(cè)器。它將在7月5日再次啟動(dòng)Run 3,并有望帶來(lái)更多令人興奮的發(fā)現(xiàn)。</span></p>