希格斯玻色子的探索歷史
![本頁使用了標題或全文手工轉換](http://images.weserv.nl/?url=//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/cd/Zh_conversion_icon_m.svg/35px-Zh_conversion_icon_m.svg.png)
![](http://images.weserv.nl/?url=//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/1c/CMS_Higgs-event.jpg/200px-CMS_Higgs-event.jpg)
在本篇文章裏,希格斯玻色子簡稱為「希子」。所有實驗結果的「置信水平」都是使用信號置信水平方法計算求得。[1]假若偵測到可能為新粒子的事件數量超過背景數量,則稱此為「超額事件」。任何發現新粒子的超額事件必需多過5個標準差才可算為正式發現。假若超額事件多過5個標準差,則偵測錯誤的機會是百萬分之一。
1989年-2009年
- 到公元2000年為止,根據大型電子正子對撞機(LEP)所收集到的數據,標準模型希子的質量下限被設定為,置信水平95%。又在 114.4 GeV附近,偵測到一些超額事件。這些事件可以被詮釋為質量約為 115 GeV(稍微大於下限截止值質量)的希子事件,可惜由於事件數量不夠,無法做定論。 115 GeV[2]
2010年
2011年
- 7月24日,分析超環面儀器(ATLAS)的實驗數據,排除標準模型希子的質量在155-以內,置信水平95%; 190 GeV[8]又從緊湊緲子線圈(CMS)得到的實驗結果,排除質量在149-以內,置信水平95%。 206 GeV[9]超環面儀器實驗團隊在同報告裏表示,LHC可能已偵測到希子的蹤跡,在低質量值域120−,偵測到超額事件,大約超過背景數量期望值2.8個 140 GeV標準差。[10]
- 7月27日,CDF/DØ實驗團隊發表結果,延伸先前排除值域至156-,置信水平95%;另外,在值域125- 177 GeV內,發現少許超額事件(大約1個標準差)。 155 GeV[11]
- 12月13日, 超環面儀器與CMS實驗團隊分別表示,假若希子存在, 其質量分別限制在值域115–(超環面儀器)或115– 130 GeV(CMS)以內,置信水平95%。另外,在 127 GeV附近(超環面儀器)與 125 GeV附近(CMS)偵測到的超額事件,符合希子存在的訊號,但也符合背景漲落訊號,在經過 124 GeV旁視效應(look-elsewhere effect)修正後,全域統計顯著性分別為2.3標準差(超環面儀器)與低於2.0標準差(CMS)。[14][15]
- 12月22日,DØ實驗團隊發表有關最小超對稱標準模型(Minimal Supersymmetric Standard Model, MSSM)希子的的最嚴格限制:對於 90-300 GeV 希子質量,已設定產生MSSM希子的tanβ上限;特別是對於 180 GeV 以下的的希子質量,排除 tanβ>20-30。(tanβ是兩個希格斯二重態真空期望值的比率)[16]
2012年
- 3月7日,CDF/DØ實驗團隊表示,在Tevatron的全部數據裏,偵測到可以被認為是希子的超額事件,質量在115-值域,標準差為2.2,對應於可能是統計漲落的 135 GeV或然率是250分之1。這符合超環面儀器與CMS獨立獲得的結果。[17]這結果排除希子質量在147-以內,置信水平95%。 179 GeV[18]
- 7月2日,DØ與CDF實驗團隊宣布,進一步分析使他們更加有信心。他們排除希子的質量在100-、147- 103 GeV以內,置信水平95%。在能量115–140 GeV之間區域,超額事件的顯著性差異現在定量為2.9個 180 GeV標準差,這對應於在550次事件中,有一次事件是歸咎於統計漲落。這結果仍舊未能達到5個標準差,因此不能夠作定論。[19][20]
- 7月2日,超環面儀器實驗團隊發表2011年實驗數據分析,排除希子的質量在111.4-、119.4- 116.6 GeV、129.2- 122.1 GeV以內,置信水平95%,又在質量 541 GeV附近檢測出超額事件,標準差為2.9 126 GeV[21]
- 7月4日,歐洲核子研究組織(CERN)舉行專題討論會與新聞發布會宣布,超環面儀器發現質量為126.5GeV的新玻色子,標準差為4.6。[22][23]CMS發現質量為±0.6 GeV的新玻色子,標準差為4.9; 125.3[24][25]這兩個粒子極像希子,但還有待物理學者進一步分析來完全確定兩個探測器探測到的粒子是否為希子。[26]
- 7月31日,CERN的CMS小組和超環面儀器小組分別提交了新的偵測結果的論文,將這種疑似希格斯玻色子的粒子的質量確定為CMS的125.3 GeV/c2(統計誤差:±0.4、系統誤差:±0.5、標準偏差:5.8)[27]和超環面儀器的126.0 GeV/c2(統計誤差:±0.4、系統誤差:±0.4、標準偏差:5.9)[28]。
2013年
參閱
參考文獻
- ^ Read, A. L. Presentation of search results: The CL(s) technique. Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics. 2002, 28 (10): 2693–2704 [2012-07-30]. doi:10.1088/0954-3899/28/10/313. (原始內容存檔於2015-01-27).
- ^ W.-M. Yao; et al. Searches for Higgs Bosons (PDF). Journal of Physics G. 2006, 33: 5-6 [2012-07-30]. Bibcode:2006JPhG...33....1Y. doi:10.1088/0954-3899/33/1/001. (原始內容 (PDF)存檔於2017-01-27).
- ^ T. Aaltonen (CDF and DØ Collaborations). Combination of Tevatron searches for the standard model Higgs boson in the W+W− decay mode. Physical Review Letters. 2010, 104 (6). Bibcode:2010PhRvL.104f1802A. arXiv:1001.4162
. doi:10.1103/PhysRevLett.104.061802.
- ^ Fermilab experiments narrow allowed mass range for Higgs boson. Fermilab. 26 July 2010 [26 July 2010]. (原始內容存檔於2015-09-24).
- ^ Mass hysteria! Science world buzzing over rumours the elusive 'God Particle' has finally been found- dailymail.co.uk. Mail Online. 24 April 2011 [24 April 2011]. (原始內容存檔於2021-02-01).
- ^ Brumfiel, Geoff. The collider that cried 'Higgs'. Nature. 2011 [2012-07-30]. Bibcode:2011Natur.473..136B. doi:10.1038/473136a. (原始內容存檔於2020-11-25).
- ^ Butterworth, Jon. The Guardian, "Rumours of the Higgs at ATLAS". Guardian. 2011-04-24 [7 December 2011].
- ^ ATLAS Collaboration. Combination of the Searches for the Higgs Boson in ~1 fb−1 of Data Taken with the ATLAS Detector at 7 TeV Center-of-Mass Energy. ATLSA Note. CERN. 24 July 2011. ATLAS-CONF-2011-112.
- ^ CMS Collaboration. Search for standard model Higgs boson in pp collisions at sqrt{s}=7 TeV. CMS Physics Analysis Summaries. CERN. 2011-07-23. CMS-PAS-HIG-11-011.
- ^ "Combined Standard Model Higgs Boson Searches in pp Collisions at √s = 7 TeV with the ATLAS Experiment at the LHC" (頁面存檔備份,存於網際網路檔案館) ATLAS Note (24 July 2011) (pdf) The ATLAS Collaboration. Retrieved 26 July 2011.
- ^
The CDF & D0 Collaborations. Combined CDF and D0 Upper Limits on Standard Model Higgs Boson Production with up to 8.6 fb-1 of Data. 2011-07-27. arXiv:1107.5518
[hep-ex].
- ^ Brumfiel, Geoff. Higgs hunt enters endgame. Nature News. 18 November 2011 [22 November 2011]. (原始內容存檔於2011-12-06).
- ^ CMS Collaboration. Combined Standard Model Higgs boson searches with up to 2.3 inverse femtobarns of pp collision data at sqrt(s)=7 TeV at the LHC. CMS Physics Analysis Summaries. CERN. 2011-11-18. (原始內容存檔於2015-09-20).
- ^ ATLAS collaboration. Combination of Higgs Boson Searches with up to 4.9 fb-1 of pp Collisions Data Taken at a center-of-mass energy of 7 TeV with the ATLAS Experiment at the LHC. ATLAS Note. CERN. 2011-12-13.
- ^ CMS search for the Standard Model Higgs Boson in LHC data from 2010 and 2011. CERN. 13 December 2011 [13 December 2011]. (原始內容存檔於2012-01-07).
- ^ Search for Higgs bosons of the minimal supersymmetric standard model in p-p collisions at sqrt(s)=1.96 TeV (PDF). DØ Collaboration. 22 December 2011 [23 December 2011]. (原始內容存檔 (PDF)於2021-03-01).
- ^ Lemonick, Michael D.. (22 February 2012) Higgs Boson: Found at Last? (頁面存檔備份,存於網際網路檔案館). TIME. Retrieved on 9 March 2012.
- ^ The TEVNPH Working Group, Combined CDF and D0 Search for Standard Model Higgs Boson Production with up to 10.0 fb-1 of Data, CDF/DØ Collaboration, 16 March 2012 [2012-07-30], (原始內容存檔於2022-03-27)
- ^ Tevatron scientists announce their final results on the Higgs particle. Fermilab press room. 2 July 2012 [2 July 2012]. (原始內容存檔於2016-10-21).
- ^
The CDF & D0 Collaborations. Updated Combination of CDF and D0 Searches for Standard Model Higgs Boson Production with up to 10.0 fb-1 of Data. 2 July 2012. arXiv:1207.0449
[hep-ex].
- ^
ATLAS Collaboration. Combined search for the Standard Model Higgs boson in pp collisions at sqrt(s) = 7 TeV with the ATLAS detector. 2 July 2012. arXiv:1207.0319
[hep-ex].
- ^ Latest Results from ATLAS Higgs Search. ATLAS News. CERN. 4 July 2012 [4 July 2012]. (原始內容存檔於2012年7月7日).
- ^ ATLAS collaboration. Observation of an Excess of Events in the Search for the Standard Model Higgs boson with the ATLAS detector at the LHC. ATLAS-CONF-2012-093. 2012 [2012-07-30]. (原始內容存檔於2020-12-14).
- ^ Taylor, Lucas. Observation of a New Particle with a Mass of 125 GeV. CMS Public Website. CERN. 4 July 2012 [4 July 2012]. (原始內容存檔於2012-07-05).
- ^ CMS collaboration. Observation of a new boson with a mass near 125 GeV. CMS-PAS-HIG-12-020. 2012 [2012-07-30]. (原始內容存檔於2021-02-09).
- ^ CERN experiments observe particle consistent with long-sought Higgs boson. CERN. 4 July 2012 [4 July 2012]. (原始內容存檔於2012-07-05).
- ^ CMS Collaboration, Observation of a new boson at a mass of 125 GeV with the CMS experiment at the LHC, 31 July 2012 [15 August 2012]
- ^ ATLAS Collaboration, Observation of a new particle in the search for the Standard Model Higgs boson with the ATLAS detector at the LHC, 31 July 2012 [15 August 2012], (原始內容存檔於2014-06-27)
- ^ Higgs Boson Positively Identified. Science. 2013-03-14 [2013-03-14]. (原始內容存檔於2013-05-11).
- ^ New results indicate that new particle is a Higgs boson. CERN. 2013-03-14 [2013-03-14]. (原始內容存檔於2015-10-20).