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粒子物理标准模型再获成功,数十亿次碰撞中发现玻色子新“宝藏”_百度知...

粒子物理标准模型再获成功，北京大学研究团队首次观测到新型三玻色子联合产生过程（WWγ），验证了标准模型的预测，并为探索新物理现象提供了关键数据。研究背景与核心发现研究团队与成果北京大学物理学院冒亚军、李强团队在《物理评论快报》发表研究，首次观测到双W玻色子与光子（WWγ）的三玻色子联合产生过程。

发现内容：首次观测到双W玻色子与光子（WWγ）这一新型的三玻色子联合产生过程。这一发现极为罕见，数十亿次“碰撞”才获得250次发现，概率仅为发现“上帝粒子”希格斯玻色子的1/50。发现主角：两种电荷相反的粒子W玻色子W+和W-，以及一种光子γ。

粒子物理学中，基本粒子（英语：elementary particle）是组成物质最基本的单位。目前在标准模型理论的架构下，已知的基本粒子可以分为费米子（包含夸克和轻子）以及玻色子（包含规范玻色子和希格斯粒子，也称传播子）。由两个或更多基本粒子所组成的则称作复合粒子（如中子、质子、和介子）。

在粒子物理学标准模型中总共预言了62种基本粒子，其中61种已获验证，唯独希格斯玻色子始终游离在物理学家视野之外。玻色子是一种“次原子粒子”，即比原子还小的粒子。

理论和实验的冲突如此尖锐，而理论本身也面临着自洽的逻辑问题，新物理已经不可避免，理论物理再次面临着重大突破的时机。

“希格斯场”蕴含新物理学

1、“希格斯场”确实蕴含着开启新物理学的潜力，其与物质、反物质、早期宇宙演化、暗物质和暗能量的潜在关联，可能成为突破现有理论框架的关键线索。

2、物理学家表示，我们还可以从希格斯玻色子本身了解到更多宇宙的秘密。最初，彼得希格斯提出这种粒子是为了解释宇宙质量起源，他最终也因此获得了2013年的诺贝尔物理学奖。根据希格斯机制，整个宇宙中遍布希格斯场，这是一种量子场。希格斯粒子是希格斯场中的一个涟漪，或者说量子涨落。

3、希格斯玻色子（上帝粒子）是赋予其他粒子质量的基本粒子，通过与希格斯场相互作用塑造了物质世界。其发现验证了标准模型，推动了物理学向更深层次探索，并对人类科技与社会发展产生深远影响。什么是希格斯玻色子？基本粒子分类：物质由基本粒子构成，分为费米子（如夸克、电子）和玻色子（如光子、胶子）。

4、物理学家彼得·希格斯在1964年至1966年间预言了希格斯玻色子的存在，认为这是赋予基本粒子质量的机制的必然结果。该理论认为，粒子质量是基本粒子与一个被称为希格斯场的场相互作用的结果。然而，要发现这种粒子并不容易。经过数十年的艰难探索，科学家终于在2012年宣布发现了希格斯玻色子。

物理实验是检验“上帝粒子”的唯一标准

1、关于希格斯粒子，有一个特殊的称呼，即上帝粒子。1993年，诺贝尔奖获得者、实验粒子物理学家Leon Lederman在他的名为《上帝粒子：如果宇宙是答案，那么什么是相应的问题？》的科普著作中将它称为上帝粒子。我们知道，粒子物理学家研究的对象是物质世界的基本相互作用形式和物质的基本组元。

2、科学意义与作用机制希格斯玻色子是希格斯场的量子激发，该场遍布宇宙并与基本粒子相互作用。粒子通过与希格斯场耦合获得质量，这一过程由1964年提出的希格斯机制描述。它的实验验证于2012年由大型强子对撞机（LHC）完成，填补了粒子物理学标准模型的最后空缺。

3、科学家把基本粒子分成三类：夸克、轻子与玻色子。希格斯玻色子是“标准模型”中最后一个缺失的环节，由于它难以寻觅又极为重要，因此也被称为“上帝粒子”。费米实验室理论物理学家莱肯说，希格斯玻色子是特别的，它在宇宙的形成中起重要的作用。

4、它的发现直接证明了希格斯机制的正确性，有助于我们更好地理解物质质量的本质和宇宙的起源与演化。实验挑战：寻找希格斯玻色子一直是物理学家的重要任务之一。由于该粒子在实验观测上非常稀有且具有挑战性，因此它的发现和研究需要科学家们付出巨大的努力和探索。

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