(2015年)欧洲核子中心发现了一个质量为 750GeV 的新粒子存在证据，对物理学有何意义？ 第1页

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...” 研究机构里的小伙伴们一起到会议室看CERN的网络直播，发布会还没开始呢，大家的讨论已经十分热烈。周围有人是CMS和ATLAS合作组的，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。

小道消息说，它的质量为700GeV(直播中好像说750GeV附近？)，非常重(2012年发现的Higgs才125GeV呢)，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……终于看到了官方的报告，他们也考虑了别的可能，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。

目前这个消息来自于CERN的研讨会，官方很谨慎，报告上没有说“发现”，只是说看到了一个小鼓包。相关的研究者都很兴奋，但报告人的意思是“我们也不知道这玩意儿是啥，你们别瞎想”，所以在这个研究圈子之外，暂时没有看到媒体的新闻报道，毕竟还不能最终确定。

再考虑CERN总是想搞大新闻的德性，有时会适当“夸大”某个东西…… 还是得等更多的run，2016年取得更多数据之后，我们再看这东西是不是真的存在。 目前的这个结果，不能说是发现(discovery)，只能说是有迹象(indication)。

很多人问，这个发现有什么意义？我看都看不懂。 对高能物理来说，这个粒子如果最后证明是真的存在，那么与这个粒子性质不符合的很多理论模型将被丢弃，我们需要新的观点和新的理论，我们对这个物质世界的了解会更进一步。 科学家们早就看标准模型不顺眼了，一直期望发现新物理。

至于说它对当代社会的政治经济生活，对普通人能发挥什么作用，我得说，没有作用。 不仅我们普通人离这些前沿很遥远，理解这些前沿需要很多很多的基础知识，哪怕是从事这行的科学家，大概也说不出这个东西对你的生活有什么用，我们不知道。 20世纪初，当时的实验发现了“两朵乌云”——迈克尔逊莫雷实验和紫外灾难。由此导致相对论和量子力学的诞生，当时的人们也不知道他们有什么用。 而今你的个人电脑和智能手机，里面的高性能芯片得益于半导体工业的发展，对半导体的实验和认识基于量子力学。现在我们有了火箭、原子弹、人造卫星、计算机等等，这些东西或多或少地依托于当时没有用的相对论和量子力学。

人类不能鼠目寸光，需要保持对宇宙和物质世界的好奇心，探索和发现它的规律，探寻自然的真相。指不准这些没用的东西将来也许有用呢。

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官方报告链接：ATLAS and CMS physics results from Run 2 (15 December 2015)

报告会上的相关结果如下

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……

会场爆满，很多人席地而坐……

【完】

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一年多之后，答主回来更新：最新实验数据表明，这个粒子是假的。空欢喜！