希格斯玻色子发现简史

希格斯玻色子于2012年的发现是粒子物理发展史上的一座里程碑。它为标准模型补上了最后一块拼图,希格斯机制的提出者们也因此获得了2013年的诺贝尔物理学奖。在希格斯玻色子发现十周年之际,文章将带领读者简短回顾希格斯玻色子从提出到发现的近半个世纪的历史。     

在LHC上寻找希格斯粒子

大型强子对撞机(Large Hadron Collider,简称LHC)2010 年3 月开始运行,对撞能量为7TeV,这是设计能量14 TeV 的一半。瞬时亮度从10²⁷cm^-2s^-1迅速上升,2010 年底达到10³²cm^-2s^-1,2011 年底达到10³³cm^-2s^-1,积分亮度有5/fb, 超过原来的预期。LHC 进入出成果阶段。     

有希望发现希格斯玻色子

据英因New Scientist（13Jan．2007），5报道：从新测定之传递弱相互作用的一种w玻色子的质量推断，利用将于今年启用的一台新粒子对撞机有希望发现希格斯粒子．希格斯玻色子（Higgsboson）对于回答“什么是质量”这个问题至关重要，尽管一直未被发现，但粒子物理学的标准模型预言w玻色子、“顶”夸克和希格斯玻色子三者的质量之间有一定联系．     

希格斯玻色子最主要衰变过程的发现

正2018年7月9日,欧洲核子研究中心(CERN)大型强子对撞机(LHC)上的ATLAS实验在韩国首尔举行的国际高能物理会议上宣布,独立发现了希格斯粒子~([1—4])的最主要的衰变过程——正反底夸克对衰变(H→bb~([5—11])。同年8月5日,CERN的CMS实验组也确认这个发现~([12—17])。8月28日,CERN通过发布会正式宣布这个激动人心的结果,物理学家都欢呼沸腾,各国的媒体都有追踪     

寻找希格斯玻色子的一生

 这次演讲的安排是, 我将首先介绍对称自发破缺的思想, 再讨论这些思想的形成与发展过程:在凝聚态物质中, 如何经由南部阳一郎(Yoichiro Nambu)和杰福瑞·戈德斯通(Jeffrey Goldstone)的研究工作, 发展到罗伯特·布鲁特(Robert Brout)和弗朗索瓦·恩格勒特(Franois Englert)的研究以及我自己在1964年的工作。这是演讲的主要部分。其他的涉及这些思想在电弱理论中的应用, 由于各位听众都相当熟悉, 我将一带而过。     

希格斯玻色子——物质质量起源的探索

2012年7月4日,欧洲核子中心大型强子对撞机上的ATLAS和CMS实验组联合宣布发现了一个标量粒子,其性质与标准模型理论预言的希格斯粒子初步吻合,随后被大量实验数据进一步证实。作为唯一的基本标量（自旋为零）粒子,希格斯粒子在标准模型中占据极其特殊的地位,因此,希格斯粒子相关性质的理论研究是理论粒子物理研究的热点。文章简要介绍了希格斯粒子物理的理论问题及其进展。     

终于看到希格斯玻色子衰变成底夸克

50年前,Steven Weinberg和Abdus Salam分别提出了弱相互作用理论。传递弱相互作用的W和Z玻色子必须具有大质量才能解释弱力的短程性。为引入这些质量,Weinberg和Salam 假定W和Z玻色子通过与一种场相互作用而获得质量。这种场是Peter Higgs (希格斯)等早些时候提出的。“希格斯场”的存在意味着希格斯玻色子的存在,经过几十年的寻找,最终在强子对撞机LHC上工作的ATLAS和CMS合作组于 2012年在质子—质子对撞产生的碎片中发现了这种粒子。     

希格斯玻色子找到后, 美国物理学家在想些什么

“科学家在想什么”是本刊在专家的建议下开辟的新栏目,将不定期刊出。本栏目试图通过介绍科学家对自身研究领域的关注热点、研究计划、研究目标及其对研究前景的展望,来提升读者对相关科学领域的认知高度和深度。希望有关专家、学者踊跃投稿,以保证此栏目繁荣。     

TOPCMTC模型中π介子与W±规范玻色子在LHC上的辅助产生

在顶色辅助多标度人工色(TOPCMTC)模型下计算了大动量强子对撞机(LHC)上π介子与W±规范玻色子辅助产生过程pp→bb→W±π的产生截面.发现这个产生截面与最小超对称模型下pp→bb→W±H的相应结果大致相当.在一定的参数范围内,这个过程的产生截面能够达到几十个甚至一百多个fb.W±π的信息可能在LHC上被探测到.     

希格斯粒子及其实验寻找和发现

希格斯机制引入基本粒子物理的标准模型,解决了规范对称性自发破缺和粒子质量起源的问题,希格斯粒子成为粒子物理实验的最重要寻找目标。2012年大型强子对撞机(LHC)上的环状螺线管(ATLAS)和紧凑缪子螺线管(CMS)两个实验,分别以超过5倍标准偏差的统计显著性发现了与希格斯粒子性质一致的新粒子。     

LHC上的ATLAS实验

1989年欧洲核子中心（CERN）的质心能量100-200GeV的正负电子对撞机LEP（Large Electron-Positron Collider）正式运行。LEP后建什么样的加速器,国际社会早有共识,即建造一台质心能量为几十TeV的质子对撞机。20世纪80年代以来,两个类似的强子对撞机,即美国的SSC（Super Superconductive Collider）和CERN的大型强子对撞机LHC（Large Hadron Collider）同时进行预研。     

希格斯粒子及其实验寻找和发现

希格斯机制引入基本粒子物理的标准模型,解决了规范对称性自发破缺和粒子质量起源的问题,希格斯粒子成为粒子物理实验的最重要寻找目标。2012年大型强子对撞机(LHC)上的环状螺线管(ATLAS)和紧凑缪子螺线管(CMS)两个实验,分别以超过5倍标准偏差的统计显著性发现了与希格斯粒子性质一致的新粒子。     

探索质量起源之谜：希格斯粒子发现历程和未来希格斯工厂

1.前言
2012年7月4日,在欧洲核子研究中心的主报告厅里举行了一场特别的全球新闻发布会,在大型强子对撞机LHC上运行的两个大型实验ATLAS和CMS,同时宣布发现了希格斯粒子,揭开了基本粒子质量起源之谜^①②。     

中间玻色子及其发现后的十年

 十年前,1983年1月25日,西欧中心（CERN）向全世界宣布了一项重大发现:该中心的UA1和UA2两个实验组在正-反质子对撞机上发现了带电中间玻色子W⁺和W^-,这一捷报引起的科学界的激动尚未平复,两个实验组又分别于同年6月和7月宣告了W粒子的电中性伙伴--中性中间玻色子Z°的发现。这两种传递弱相互作用的媒介子的发现,直接有力地证实了电-弱统一理论的正确性。当时,西欧中心所长索培尔评价说:“这是三十五年前发明晶体管以来物理学领域中最重要的发现”。这项举世瞩目的物理成果,马上赢得了科学界的最高荣誉。两位领头人,一位是促使西欧中心将超级质子同步加速器（SPS）改建成质子-反质子对撞机,并负责这个反质子课题的意大利物理学家卢比亚,一位是发明随机冷却技术,从而使反质于便于处理的荷兰物理学家范德梅尔,荣获1984年诺贝尔物理学奖。     

中性中间玻色子Z~0和它的发现

西欧联合核子中心在质子、反质子对撞机上观察到了中性中间玻色子Z0(简称Z0粒子)事例[1],这是今年内西欧中心继带电中间玻色子W±发现后的又一重大发现. 质子、反质子对撞时,质子、反质子中的层子、反层子(国外称为夸克.反夸克)相撞,“结合”到一起而产生Z0粒子.Z0粒子的质量很     

TOPCMTC模型中π~"非汉字符号"介子与W~±规范玻色子在LHC上的辅助产生(英文)

在顶色辅助多标度人工色 (TOPCMTC)模型下计算了大动量强子对撞机 (LHC)上π 介子与W± 规范玻色子辅助产生过程pp→b b→W±π 的产生截面 .发现这个产生截面与最小超对称模型下pp→b b→W±H 的相应结果大致相当 .在一定的参数范围内 ,这个过程的产生截面能够达到几十个甚至一百多个fb .W±π 的信息可能在LHC上被探测到 .     

探寻和发现——见证希格斯粒子或极类似物

进一步的工作将证明它到底是标准模型的最后一个粒子还是新物理的踪迹．大约50年前,三篇几乎同时独立发表的文章奠定了以后将被称为希格斯机制的理论基础．在粒子物理的标准模型中,要求存在一个标量场,它激发出一个自旋为零的粒子,此标量场与其他基本粒子相互作用而赋予它们以质量．希格斯玻色子是标准模型所预言然而最后尚未被发现的粒子．     

PG玻色子Pa0在Tevatron上的可能物理迹象

在Topcolor-Assisted Technicolor框架下,计算了多标度WTC模型的中性色八重态PG玻色子P0a对top夸克产生截面的修正,结果表明P0a可以增大Tevatron上top夸克的产生截面.     

大型强子对撞机LHC上的ALICE实验

ALICE 大型离子对撞机实验(A Large Ion Collider Experiment)是欧洲核子中心(CERN) 的大型强子对撞机LHC 上的4 个主要国际合作项目之一。合作组包括36 个国家的132 个研究单位的约1200 位物理学家、工程师和技术工人。其中包括约200 多研究生。中国原子能科学研究院、华中师范大学和华中科技大学参与了ALICE国际合作。