哈嘍,大家好,小戎這篇科普,主要分析“上帝粒子”希格斯玻色子——它是給粒子發“體重”的關鍵,物理學家正努力證實它如何讓μ子等粒子獲得質量。
你敢信?宇宙剛“開服”時,所有粒子都是“紙片人”——沒一點質量,飄得比柳絮還隨心所欲。
直到一個“隱形健身房”開張,粒子們一進去就被“擼”出了體重,這才有了星星、地球,還有肉嘟嘟的我們。這個健身房,就是物理學家嘮了幾十年的“希格斯場”,而它的“店長”,就是2012年才被實錘的希格斯玻色子,江湖人稱“上帝粒子”。
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這事兒特像公司發福利:希格斯場是負責發體重的HR,粒子們來領的時候,互動越積極,領的體重就越沉。
頂夸克絕對是“社牛天花板”,領走的體重是電子的34萬倍,活脫脫粒子界的“奧尼爾”;而中微子這“阿飄”,跟誰都不愛搭話,體重輕到近乎沒有,穿地球跟走城門似的。
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不過物理學家的快樂,全靠“拆盲盒”,早在60年代就預言了希格斯玻色子的存在,結果這“盲盒”拆到2012年才在歐洲對撞機里開出真貨,差點把科研人員熬成“白頭翁”,本以為拆完就通關,沒想到只是解鎖了新副本——這“體重HR”到底是不是給所有粒子都發福利了?
之前他們已經實錘,頂夸克、τ輕子這些“重量級選手”都領過希格斯的福利。
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但輪到第二代粒子比如μ子,麻煩就來了,這貨體重只有0.106GeV,相當于粒子界的“小基數”,想證明它也領過福利,得抓希格斯玻色子衰變的證據——可這概率,比在奶茶里喝出珍珠核還低,五千次衰變才出一次。
這哪是做實驗,分明是“大海撈針PLUS版”,背景里的干擾μ子多到像雙十一的快遞短信,把目標信號淹得嚴嚴實實。
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2021年CMS團隊好不容易看到點苗頭,信號強度也就“3個標準差”,相當于說“我好像看到了”,但沒法拍胸脯。
ATLAS團隊不服氣,直接把2015到2024年的實驗數據“一鍋燉”,相當于把十年的監控錄像反復扒拉,還升級了“篩信號”技能,這回終于摸到點實錘:3.4個標準差的信號,衰變率是理論預期的1.4倍。
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雖然離“5個標準差才算發現”的通關線還有距離,但至少說明μ子的體重也是希格斯給的。
這還只是前菜,接下來他們還要找奇夸克、下夸克的證據,更狠的是想抓希格斯衰變成電子的畫面——這概率是兩億分之一,比中彩票頭獎還難,就算全搞懂了,還有終極哲學問題:為啥頂夸克就那么“胖”,中微子卻瘦成“閃電”?
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只能說物理學家的世界,永遠是“剛通關一個副本,發現地圖還有99%沒開”,說不定哪天解開這些謎,我們就能知道自己這身肉,到底是宇宙“HR”的隨手安排,還是早有劇本。
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