希格斯玻色子衰變成兩個光子。

大型強(qiáng)子對撞機(jī)（LHC）緊湊渺子線圈（CMS）國際合作組在最新一期《自然·物理學(xué)》雜志上撰文指出，他們對希格斯玻色子的質(zhì)量分布——“寬度”作了迄今最精確測量：3.2兆電子伏特。這與標(biāo)準(zhǔn)模型預(yù)測一致，但比此前測量更精確，此前測量僅指出其寬度必須小于9.2兆電子伏特。

在粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型中，希格斯玻色子賦予所有其他基本粒子質(zhì)量，2012年LHC首次發(fā)現(xiàn)了希格斯玻色子。但希格斯玻色子的性質(zhì)很難確定，因?yàn)樗鼤芸焖プ優(yōu)槠渌Ｗ?，且并不總是以相同質(zhì)量出現(xiàn)。

CMS成員之一格雷格·蘭德斯伯格解釋稱，后者是海森堡不確定性原理的一個結(jié)果。該原理認(rèn)為，任何在有限時間內(nèi)存在的粒子都必須擁有可能的能量和質(zhì)量范圍——寬度，而非固定值。在幾乎所有實(shí)驗(yàn)中，寬度非常小的粒子都擁有相同的質(zhì)量，而寬度較大粒子的質(zhì)量則非常不一致，物理學(xué)家迄今僅對希格斯玻色子的寬度進(jìn)行了不精確估算。

在最新研究中，CMS合作組根據(jù)2016年至2018年LHC第二輪運(yùn)行期間收集的數(shù)據(jù)，確定了希格斯玻色子的寬度。他們的策略是比較希格斯玻色子衰變?yōu)槠渌麅蓚€粒子的兩個不同過程的數(shù)據(jù)。在一個過程中，一個質(zhì)量異常巨大的希格斯玻色子衰變?yōu)閮蓚€Z玻色子。在另一種情況下，希格斯玻色子的質(zhì)量為理論模型預(yù)測更常見的質(zhì)量。通過比較，研究人員計(jì)算出希格斯玻色子的寬度可能為3.2兆電子伏特。

研究人員表示，準(zhǔn)確測量希格斯玻色子的寬度可揭示理論預(yù)測中的差異，從而揭示新物理現(xiàn)象，比如與一些奇異暗物質(zhì)粒子相互作用的希格斯玻色子。CMS團(tuán)隊(duì)希望2026年獲得對撞機(jī)第三輪運(yùn)行后的數(shù)據(jù)，改進(jìn)其計(jì)算，更深入地揭示希格斯玻色子的“廬山真面目”。

（原標(biāo)題《希格斯玻色子質(zhì)量分布獲迄今最精確測量》）