对希格斯玻色子质量的最精确测量定义了宇宙参数

测量误差小于千分之一。

在首次发现希格斯玻色子十一年后，物理学家正在利用它衰变成的粒子来更精确地测量它的质量。

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CERN 的 ATLAS Collaboration 发布了希格斯玻色子质量的新测量结果，精度为 0.09%。由于希格斯质量是定义宇宙许多方面的基本参数之一，这种精度可以提高我们对许多其他粒子相互作用的理解。

几十年来，希格斯玻色子一直是粒子物理学中的大白鲸，是标准模型中最后一个被发现的粒子。大型强子对撞机主要是为了找到它而建造的。 2012 年，它的发现具有足够的确定性，令物理学界满意，并因此获得了 2013 年诺贝尔奖。尽管如此，这些发现仍然涉及到希格斯粒子质量的相当大的不确定性，这可能是除了它的存在之外我们能了解到的最重要的事情。

从那时起，人们进行了多次努力来进一步缩小可能的质量范围，最新的结果是迄今为止最成功的。

亚原子粒子的质量以电子伏特为单位来测量，这听起来很令人困惑，直到你记得根据爱因斯坦著名的方程，除了光速平方的乘数之外，能量和质量是相等的。根据新结果，希格斯粒子的质量为 125.11 ± 0.11 吉电子伏特 (GeV)。

这使得希格斯粒子的质量接近 2012 年公布的底部，当时的质量介于 125 至 126 GeV 之间。之前的工作已经确定，希格斯粒子要成为我们所认为的粒子，它的质量需要在 114 到 143 GeV 之间，因此真实值非常接近该范围的中间。

该粒子以彼得·希格斯的名字命名，合作者得出结论，希格斯是必要的，因为必须有一种粒子携带希格斯场。这将赋予许多粒子质量，特别是传递弱核力的 W 和 Z 粒子。没有这些粒子，宇宙就无法运转。

那是在 1964 年，人们花了近 50 年的时间寻找它，随后又花了 10 年，并不断地进一步完善质量。质量的精确值决定了希格斯粒子与其他粒子相互作用的方式，构成了我们的预期以及我们在当今和宇宙的最初时刻寻找物理学的许多其他方面的地方。

找到并测量这样一个重要粒子的质量似乎是一件简单的事情，但希格斯粒子的一个关键特征是它不会持续很长时间。其预期寿命约为 10-22 秒。因此，我们永远无法看到希格斯粒子本身，只能从它衰变的产物中重建它。

在这种情况下，测量是通过首先将质子高速撞击在一起形成希格斯玻色子，然后观察它们的分解来进行的。衰变通过两个通道发生，要么是高能伽马射线，要么是真实和虚拟的 Z 玻色子对，然后衰变成四个轻子，每个轻子都被测量。

该研究将发表在《物理评论快报》上，预印本可在 ArXiv.org 上获取。