希格斯玻色子衰变的第一个证据被发现，它可以衰变？
2012年，诺贝尔物理学奖获得了一
【菜科解读】
科学家发现了希格斯玻色子衰变的第一个证据，扩大了我们对奇怪量子宇宙的理解。
2012年，诺贝尔物理学奖获得了一项突破性发现：检测希格斯玻色子，希格斯玻色子是将近50年前由物理学标准模型预测的亚原子粒子。
希格斯玻色子的寿命不长，很快会衰减成质量较小的粒子，如两个光子（轻粒子）。
现在，研究人员在瑞士CERN的大型强子对撞机上使用ATLAS和CMS，发现了罕见的希格斯玻色子衰变的证据，其中亚原子粒子衰变成一个光子和两个轻子，这是一种可以带电或中性的基本粒子。
（电子和μ子，是一种类似的亚原子粒子，是带电轻子的两个例子。
）
具体来说，他们发现了希格斯玻色子可以衰变为一个光子和一对电子，或者一个光子和一对电荷相反的μ子的证据。
使用标准模型，科学家能够预测希格斯玻色子可以衰变为不同的基本粒子，相当“常见”的衰变是两个光子。
他们还可以估计希格斯玻色子衰变为不同粒子组合的频率，希格斯玻色子衰变为一个光子和两个轻子的情况尤其罕见。
在这种衰变中，希格斯玻色子的寿命极短，很快就变成了一个光子，而科学家称之为“虚拟光子”。
然后，该“虚拟光子”（也称为“壳外光子”）立即变成类似两个轻子的形式。
大型强子对撞机ATLAS实验的粒子物理学家James Beacham告诉Space.com，这种“虚拟光子”具有非常小的非零质量，而常规光子则完全没有质量。
Beacham补充说：“这两个轻子使我们的量热计彼此非常接近。
”大型强子对撞机的量热仪是一种阻止微粒碰撞产生的微粒的工具。
当这些粒子被工具阻止或“吸收”时，科学家可以发现并研究这些粒子。
虽然科学家已经预言希格斯玻色子应该存在这种衰变，但是这种新发现是希格斯玻色子这种非常罕见的衰变模式的第一个暗示。
但是，该小组可能无法直接观察到这种罕见的衰变，直到他们为即将到来的高亮度LHC计划升级设施(该计划将在LHC 3号之后进行)。
这项研究使用的数据是在运行2期间收集的，运行2是对撞机的第二个运行期，始于2015年，结束于2018年。
Run 3将于2022年3月开始。
ATLAS的一份声明说： “根据高光度LHC计划的大量数据，研究希格斯玻色子稀有现象将成为新的常态。
”
通过研究像这样的罕见衰变，研究人员可以探索超越标准模型的新物理学的可能性。
比卡姆说：“标准模型解释了我们物理宇宙的许多事情，但它不包括重力或暗物质。
”暗物质不发光，无法直接观察到，被认为构成了已知宇宙中所有物质的约80％，但科学家尚不清楚它到底是什么。
他说：“我们一直在寻找标准模型的扩展。
我们必须找到一个进入我们这个黑暗领域世界的窗口或门户，并进行实验。
其中之一可能是希格斯玻色子。
” Beacham解释说：“黑暗领域涵盖了超越标准模型的物理学。
”
我们能从世界上看到暗能量吗？
令人沮丧的是，大多数解释暗能量的尝试都未能通过极其严格的粒子物理学测试。
但是新的研究表明了一种假设形式的暗能量是如何在太阳内部形成的，并且可以在地球上被探测到。
事实上，可能已经看到了。
1997年，天文学家惊讶地发现宇宙的膨胀正在加速。
他们给这种加速膨胀起了一个很酷的名字——暗能量——因为他们不明白是什么导致了这种奇怪的宇宙学效应。
对暗能量最简单的解释是它是一个“宇宙常数”，这是爱因斯坦广义相对论中的一个额外数字。
换句话说，在这种观点中，宇宙的膨胀加速是因为……宇宙的膨胀加速——这并不是一个令人满意的解释。
物理学家试图将这个宇宙常数与在整个时空中发现的量子真空能量联系起来，但他们的计算估计加速膨胀的强度太大了大约 120 个数量级。
所以也许暗能量并没有直接嵌入时空本身。
也许宇宙中有一些新的力、场或粒子在起作用——这是粒子物理学标准模型以前不知道的。
这个实体可以解释加速扩张，但理论模型在这里也遇到了问题。
问题是，一旦你将新的力、场或粒子引入宇宙成分的混合物中，该力、场或粒子将开始与物理学已知的所有其他力、场和粒子相互作用。
而且因为我们在任何高能（更不用说低能）物理实验中都没有任何新物理学的迹象，所以这似乎不是一个可行的选择。
也许有一些实体在大宇宙尺度上产生加速膨胀，并且该实体内的某些东西阻止它与太阳系小尺度上的已知物理相互作用。
这有点牵强，但由于我们不知道是什么产生了暗能量，因此值得研究。
但是我们如何在我们的实验中找到一些被设计为从我们的实验中隐藏的东西？ 一些理论家提出暗能量可能是由某种新型粒子引起的。
这个假设粒子不能与标准模型中的其他粒子（如电子和顶夸克）相互作用，因为它会在太阳中心大量产生，那里的密度和温度足够高暗能量与标准模型之间的相互作用。
太阳内部暗能量粒子的产生会扰乱其热平衡，改变其光输出、温度和寿命。
根据这些理论，由于太阳的行为与我们对标准模型的预期完全一致，因此它不可能在其核心产生暗能量粒子。
但是最近发表在预印数据库 arXiv.org 上的一篇论文提出了另一种可能性：也许暗能量不直接连接到任何标准模型粒子，而是连接到光子。
在太阳深处，有一个区域被称为轮旋层，在那里太阳的磁场非常强。
磁场是由光子携带的，所以在速度层中产生了大量的光子。
如果暗能量以某种方式连接到光子，那么这也可能是产生暗能量粒子的地方。
结果是，太阳可能真的有办法吐出暗能量粒子。
这些暗能量粒子会穿过太阳的剩余部分，穿过空旷的空间，现在就从你身边流过。
宇宙中还有另一个实体可能正在悄悄地流过你：暗物质。
暗物质是一种无形的物质形式，占宇宙质量的 80％ 以上。
就像这种假设的暗能量形式一样，暗物质很可能由粒子物理学标准模型目前未知的粒子组成，并在宇宙中流动。
而且，它也是完全神秘的。
分散在地球上的几项实验正在寻找难以捉摸的暗物质粒子，因为科学家们希望瞥见一种极其罕见的相互作用。
最近，其中一个实验XENON1T见证了一个它无法完全解释的信号——这种检测的第一个轻微暗示。
根据最新研究，有可能实验检测到的可能不是暗物质，而是暗能量。
不是很强的探测，远非暗能量本质的确认。
但是提示就是提示。
暗能量的最初发现已经过去了二十多年，理论和实验都没有取得太大进展。
科学家们希望，未来的暗物质探测实验，如XENONnT和PandaX-4T，将提供更多的数据，并最终让我们对黑暗的宇宙有了初步的了解。
“幽灵粒子”成为焦点：科学家对中微子的质量设定了上限
这些幽灵般的粒子是我们理解宇宙的基础。
但是它们非常小——小到科学家们一度认为它们根本没有质量。
然而，中微子确实有质量，物理学家现在已经设法给它设定了一个新的上限：0.8 电子伏特或 eV。
（电子伏特在技术上是能量的量度，但质量和能量是等价的，如爱因斯坦最著名的方程 E=mc^2 所示。
）
