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欧洲发现了非常重的新粒子,吓得我从椅子上蹦了起来

本帖由 漂亮的石头2015-12-17 发布。版面名称:知乎日报

  1. 漂亮的石头

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    欧洲核子中心最新发现了一个质量为 700GeV 的新粒子有何意义?

    [​IMG] 知乎用户,科研dog

    听到这个消息,我整个人从椅子上蹦了起来……

    如果它是真的,这个 700GeV 的新粒子应该不在粒子物理标准模型的框架内,它是全新的!全新的!全新的!突破性的!突破性!突破性的!

    白天的时候我把消息告诉坐在一旁的老外,他听了之后,瞪大眼睛问我:“700GeV? You're sure about that? Sure? Sure? OMG……”

    我所在的研究单位组织了大伙儿一起到会议室看 CERN 的网络直播,发布会还没开始呢,大家的讨论就十分地热烈。我们当中也有很多人参与了 CMS 和 ALAS 合作组,所以流传着一些小道消息……

    简单的说,这个粒子是衰变到了两个光子,科学家们在搜寻双光子衰变时,看到 700GeV 附近有一个异常的凸起,经过反复研究确认,这不是已知的任何东西,这有可能是一个全新的粒子。

    从目前的结果看,它的质量为 700GeV(直播中好像说 750GeV 附近?),非常重,统计显著性大约 3 倍标准差,两个合作组加起来的得到的结果大约接近 4 倍标准差,量子数还不确定,只知道目前是从双光子末态“发现”了它。

    有人猜测也许它是超对称粒子。对超对称理论的简单描述就是,除了我们所熟知的各种粒子之外,还存在超对称粒子,他们和常规的粒子非常相似,每一个费米子应该有与它对应的玻色子,反之亦然。这种理论能够帮助我们解释为何宇宙中物质比反物质多,这个理论也能够对暗物质的存在提供解释。然而之前的四十几年,实验从来没有发现过这个理论预言的任何粒子,不过很多物理学家一直没有放弃这个理论。物理学家们这么多年的希望,很多人都看好超对称理论,建造大型强子对撞机的重要目的之一就是寻找超对称粒子,这么多年寻寻觅觅,也许我们看到了曙光,这个发现要么证实超对称理论,要么干掉超对称理论,需要看后续的研究结果。

    它也有可能是新的 Higgs 粒子,人们当然记得 2012 年 CERN 发现了质量为 125GeV 的 Higgs。也许这个 750GeV 的新粒子是 Higgs,毕竟有理论认为 Higgs 可能不只有一种,也许有好几种 Higgs。

    但是……报告中,也考虑了别的可能,也许这个 750GeV 的粒子是 Graviton——引力子——万有引力的传播子!这个脑洞开的也很大……不管它是什么东西,无论它是什么东西,如果它是真的,这都是突破性的。

    说了这么多,稍微泼个冷水……

    在粒子物理实验中,3 倍标准偏差以下称为迹象 (hint, indication),3 倍以上称为证据 (evidence),5 倍以上才能称为发现 (discovery)。

    我觉得不能排除这是一个“假”粒子,3 到 4 倍 sigma 的 local 显著性,还没有达到 5 倍 sigma 的程度,何况 global 显著性没超过 2 倍 sigma,这个所谓的“新粒子”说不准是统计涨落呢。今后增加统计量,获得更多的数据再看,如果反而看不到这个粒子了呢,也许它就是正常的涨落波动呢。

    再考虑 CERN 有时会适当“夸大”某个东西……

    所以还是得等更多的 data,2016 年取得更多数据之后,我们再看这东西是不是真的存在。

    --

    发布会上的结果如下

    [​IMG]

    [​IMG]

    上面那张图中,左边的图在 750GeV 附近有一个小鼓包,这就是那个可能的“新粒子”。

    现场的科学家都很兴奋,两个报告的提问环节,大部分问题都集中在这个 750GeV 的东西上……

    [​IMG]

    会场坐满了人,很多人席地而坐……


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