389位科学家实现W玻色子质量最精确测量，登《科学》封面

4月7日，389位科学家共同完成了迄今为止对W玻色子质量的最精确测量，测量结果比标准模型预测值超出七个标准差，或将指向新物理学领域，研究成果登上《科学》(Science)封面。

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W玻色子发现于1983年，在标准模型中起着重要作用。标准模型也可称为粒子物理标准模型，在粒子物理学里，这是一套描述强力、弱力及电磁力这三种基本力及组成所有物质的基本粒子的理论。

W玻色子作为基本粒子，分为两种，带正电荷或负电荷。W玻色子与不带电的Z玻色子携带着弱核力，这是自然界四种基本力之一，弱核力控制了某些类型的放射性衰变，并在为太阳提供能量的核聚变中具有重要作用。

费米国家加速器实验室的对撞机探测器，图片来自费米国家加速器实验室

此次，美国能源部费米国家加速器实验室对撞机探测器(CDF)合作组的389位科学家，利用2002年到2011年期间CDF探测器的实验数据，对大约400万个W玻色子进行十余年研究，最终对W玻色子质量给出了迄今为止最精确的测量结果，这暗示着此前的标准模型可能存在缺陷。

标准模型理论预测W玻色子的质量约为803.57亿电子伏特。但最新测量结果比标准模型预测值超出七个标准差，达到80433.5兆电子伏特(MeV)。这一发现可能暗示着仍有新粒子未被发现，或存在其它尚未发现的物理奥秘。“如果得到证实，这显然意味着我们可以探索非常有趣的新物理。”马德里理论物理研究所的理论物理学家Sven Heinemeyer说道。

粒子物理学标准模型中的粒子，图片来自欧洲核子研究组织(CERN)

此次研究中，W玻色子质量的测量精度为0.01%，约为以往纪录的两倍。但来自欧洲核子研究组织(CERN)的大型强子对撞机ATLAS实验项目物理学家Guillaume Unal表示“希望看到另一项独立的测量来证实CDF合作组的测量结果。”

“众所周知，W玻色子质量很难测量，”大型强子对撞机(LHC)上底夸克探测器(LHCb)实验合作组成员、英国华威大学物理学家Mika Vesterinen表示这解释了为什么CDF合作组花了很长时间才完成这一分析，在实验结束10多年后才发表。

目前，ATLAS和LHCb的合作组成员已在改进对W玻色子质量的分析。欧洲核子研究中心的另一项CMS实验也可以测量粒子的大小。未来，这些测量将进一步检验CDF合作组的测量结果。

关键词： 精确测量