新数据表明大型强子对撞机未发现更重粒子

欧洲大型强子对撞机

　　■今日视点

　　近8个月来，物理学家们一直在等待一个潜在新粒子的确认，其或可改变整个理论物理界的“版图”。但现在看来，这个新粒子信号竟是镜花水月，出现的结果不过是统计上的巧合而已。

　　去年12月16日，世界上最大粒子加速器——欧核中心(CERN)的大型强子对撞机(LHC)报告，可能发现了一个完全出乎意料的新粒子。对撞机团队宣布，他们麾下的两大探测器紧凑渺子线圈和超环面仪器(ATLAS)都发现了一对超高能光子，共带有高达750千兆电子伏特(GeV)的能量。这一结果是根据大型强子对撞机在去年4月到11月间收集的数据得出的，在此期间，LHC经过重启并把质子对撞的能量提高了一倍。

　　尽管此次信号显示的只是超出曲线的几个小点，但该迹象的不同寻常之处令理论物理学界一度沸腾。因为迄今为止，已知最重的基本粒子顶夸克的能量，也只不过才173GeV而已。如果新粒子被证实，可能意味着对撞机发现了一种未知的全新大质量粒子，而其质量要比欧核中心在2012年发现的希格斯玻色子大6倍。更重要的是，这个粒子很可能是一个“领路者”，它会成为一个“新粒子家族”最初的线索，此后更高能级的新粒子也会随之出现。

　　让物理学家们兴奋的另一个原因是，大型强子对撞机的两大探测器CMS和ATLAS似乎都瞄到了这一“蛛丝马迹”，并且位置也几乎一样，只是CMS上的信号要微弱一些。发现信号几个月来，有许许多多科学家将个人看法上传到论文预印本网站Arxiv以尝试对这一不寻常的情况进行解释，至今已提出了超过500种可能。

　　不过，随时间推移，对这份新粒子报告的质疑声也逐渐增多。一些人认为，很有可能对撞实验检测到的只是“假信号”，研究团队必须拿出更多数据来确认这一信号不会消失，在此之前不应乱加猜测。而就在7月份，已有人在自己的科学博客上撰文称，随着大型强子对撞机收集数据的增多，这一异常信号正出现消减的迹象。

　　现在，人们的希望彻底化为乌有——据美国《大众科学》和英国《新科学家》杂志网站消息，从对撞机的紧凑渺子线圈(CMS)探测器收集的统计结果显示，新的数据并不支持原有发现，即并未从新数据中发现任何能量激增/跳跃现象。

　　在这份最新的分析报告中，CMS探测器的科学家已将重启前的数据包含进来，数据量增加了23%，他们还对所有数据进行了重新校准。这些额外的数据显示，新粒子的信号已然消失，此前结果只是缘于统计波动。日前于美国芝加哥举行的国际高能物理大会上，CMS和ATLAS团队的成员报告了这一结论。

　　团队成员表示，现已可以说在去年12月份关于新型粒子的发现仅为巧合，他们对此失望但并不吃惊，因为仅通过少量的数据，时常会导致类似的结果。

　　对于理论物理学家来说，假想新粒子的丢失，意味着此次他们在寻找超出标准模型以外的物理上一无所获。众所周知，粒子物理学基础理论，即著名的“标准模型”是不完整的，它没有对我们周围的所有现象进行解释。现在，物理学家们必须耐心等待大型强子对撞机给粒子界带来下一波冲击。

　　不过，CMS探测器发言人在高能物理大会上说：“我们的狩猎才刚刚开始。”至于非标准模型物理，只要它存在，就会被发现。对此与会物理学家们的普遍态度是，一切只是时间问题。