陳根：十萬億質子碰撞，生成玻色子“三胞胎”

據物理學家組織網27日報道，美國科學家藉助歐洲核子研究中心（CERN）的大型強子對撞機（LHC）和其緊湊繆子線圈實驗（CMS），首次觀察到極罕見的玻色子“三胞胎”生成事件。

研究人員稱，最新觀測涉及W或Z玻色子“三胞胎”的生成。玻色子包括光子、W玻色子、Z玻色子、膠子和希格斯玻色子。W或Z玻色子都攜帶弱力，但Z玻色子不帶電荷。弱力是宇宙四大基本自然力（另外三種力分別為強力、電磁力和萬有引力）之一，與放射性現象和太陽內部熱核過程密切相關。粒子物理標準模型是描述強力、弱力、電磁力及組成物質的基本粒子（包括玻色子）等的理論。

而希格斯玻色子，幾乎是神話般的實體，讓粒子物理學成為了全球關注的焦點。1964年，英國科學家彼得·希格斯提出了希格斯場的存在，並進而預言了希格斯玻色子的存在。希格斯玻色子是支撐起我們這個宇宙的重要粒子，是基本粒子質量的來源。

希格斯認為粒子穿行於空間中，應該承受着某種“阻礙”，使其需要有所付出才能獲得加速度，在宏觀世界中體現為“質量”。而空間中的這種使物質獲得質量的機制，就被稱作“希格斯場”（Higgs field）。

後來，歐洲核子研究組織（CERN）在日內瓦建造了一座“大型強子對撞機”（LHC），科學家們開始嘗試把粒子加速到接近光速的速度，希望能從空間中找到“希格斯場”中的粒子，也就是“希格斯粒子”，以此驗證希格斯的理論。

2013年，通過對撞機實驗，初步確認已經發現了“希格斯粒子”，定名為“希格斯玻色子”（Higgs Boson，粒子分為“玻色子”和“費米子”兩類，它們的自旋特性不同），證明了“希格斯場”的存在，希格斯本人也因此榮獲諾貝爾獎。

在研究中，研究人員發現當被加速到接近光速的高能質子束沿着LHC的圓形軌道在幾個點迎面相撞時，就會有玻色子“三胞胎”生成——兩個質子相撞時，質子內部的夸克和膠子被迫分開，W或Z玻色子隨之出現。在極罕見的情況下，它們以“三胞胎”形式——WWW、WWZ、WZZ和ZZZ出現。研究人員表示，10萬億個質子—質子碰撞，才會生成一個此類“三胞胎”，這些事件發生的概率僅為發現希格斯玻色子的50分之一。

通過收集更多此類事件和其他罕見事件的數據，研究人員將能以更高精度測試對標準模型的預測，最終發現並研究超越標準模型的新相互作用。