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7月4日,欧洲核子中心正式宣布,大型强子对撞机观测出一种新粒子,这种粒子很可能就是几代物理学家寻找了数十年、被称为“上帝粒子”的希格斯(Higgs)粒子。这一重大发现是ATLAS和CMS两大国际合作实验组数千名物理学家合作的成果。中科院高能物理研究所、中国科学技术大学等国内五家单位参与探测器制造、科学研究及数据分析等,做出了中国科学家的贡献。
撞见“上帝粒子”很难
一直以来,“标准模型”被认为是最成功的物理模型,它把构成物质的亚原子结构分成三类:夸克、轻子与玻色子。但是,这个模型有一个致命缺陷,那就是无法解释物质质量的来源,以及为何有些粒子有质量、而有些粒子没有质量。
为了修补粒子物理学理论缺陷,英国科学家彼得·希格斯1964年提出“希格斯场”的存在,预言了希格斯玻色子的存在。可惜,这种能给物质世界带来质量、自旋为零的希格斯粒子至今未找到。
如今,科学家利用大型强子对撞机,将两束质子加速到极高的能量状态,使之对撞,以期产生希格斯粒子。但每亿万次的对撞,才有可能产生一个希格斯粒子,并且该粒子在极短的时间内发生衰变,实验上必须通过希格斯粒子的双光子、双玻色子稀有衰变进行探测。
中科大参与探寻
“中科大直接参加了AT-LAS实验希格斯粒子的探寻! ”中科大ATLAS组负责人赵政国教授说,在对希格斯粒子到双光子衰变物理分析中,中科大承担了基于电磁量能器的光子鉴别与触发效率的研究。强子对撞高能实验中,区分光子信号与大量的强子噪声是实验分析的关键,将直接影响希格斯粒子到双光子衰变信号的探测,而中科大组的工作对确定光子探测效率起到重要作用。另外,在双玻色子4轻子衰变信号研究中,中科大负责在数据中筛选可能的信号事例以及对相关过程的噪声伪信号进行分析研究。
记者了解到,中科大AT-LAS组由7名教师和12名研究生组成。早在1997年,该校就参加了ATLAS缪子窄气隙室预研制,成为中国ATLAS重大国际合作的发起单位。(杨保国、胡霈霖)
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