在美国，7月4日意味着庆祝活动 – 野餐和烟花，在历史上更倾向于，甚至是对美国迈向独立的第一步的尊重的回忆，几乎
在美国，7月4日的意思是庆祝活动 – 野餐和烟花，在历史上更倾向于，即使是对美国迈向独立的第一步的尊重的回忆，近两个半世纪前。对于粒子物理学家而言，7月4日具有另一个含义：这是希格斯玻色子的生日。
恰好十年前，研究人员宣布发现了希格斯玻色子（Higgs Boson），通常被普遍称为“上帝粒子”，这是莱昂·莱德曼（Leon Lederman）同名书籍的。玻色子是希格斯场的可观察结果，它是一个跨越宇宙并弥补自然最小的构建基块的能量场。描述这些构建基础的理论称为标准模型，希格斯玻色子是要观察到的理论的最后一个组成部分。
标准模型的缺失部分
标准模型是提出最成功的理论，以描述物理世界的本质。科学家只使用十二个颗粒和几个力量，可以解释所有研究亚原子域中物质和能量性质的实验的结果。
熟悉的披萨和幼犬，龙卷风和日落的世界不需要标准型号的全部力量；相反，仅需要一个子集。我们的世界是由原子制成的，每个原子都由较小的质子，中子和电子组成。物理学家知道在质子和中子内发现的称为夸克的较小的亚原子颗粒。研究人员结合了两种不同类型的核力量和电磁作用，理解太阳燃烧和飞机为什么会飞。
标准模型几乎死了
标准模型是在1960年代和1970年代开发的，它似乎非常有前途。但是，它看似致命的缺陷。它只有在自然的所有构建块中的质量为零时才起作用，即使模型正在开发，这也不是真实的。毕竟，电子的质量已经被测量并知道了数十年，电子是标准模型的十二个颗粒之一。这一预测可能是该理论的死亡丧钟，但在1964年被保存，当时三个不同一群物理学家提出了被称为希格斯领域的东西 – 以彼得·希格斯（Peter Higgs）的名字命名，彼得·希格斯（Peter Higgs）是参与发展理论的物理学家之一。希格斯字段是标准模型的一个附加组件 – 确实是一种创可贴，它保留了模型的解释力，但也弥补了自然界最小的构件。但是，标准模型的整个建筑物依赖于发现的希格斯玻色子。没有Higgs Boson（或等效的东西），整个理论概念都受到危险。
高风险的狩猎
因此，狩猎正在进行。这并不容易。仅仅花了将近半个世纪的时间才开发了能够生产希格斯玻色子的技术。最后，在2012年夏天，研究人员成功了。 （披露：我是描述玻色子发现的两篇论文的合着者之一。）我们是如何做到的？
科学家使用了两只高能质子的光束，并使用大型强子对撞机（LHC）（世界上最强大的粒子加速器）将它们加速到光速。光束在两个巨大探测器的中心碰撞，每个探测器的大小都大小。使用Einstein著名方程式E = MC2中体现的物理学，将碰撞的能量转化为Higgs玻色子。没有直接检测到Higgs玻色子，因为它衰减太快，因此研究人员寻找其衰减产品。经过大量的努力和数据交叉检查，希格斯玻色子的发现正式宣布。粒子物理学的标准模型得到了验证，这一宏伟成就得到了2013年诺贝尔物理学奖，彼得·希格斯（Peter Higgs）和弗朗索瓦·恩格勒特（FrançoisEnglert）是希格斯理论的两个建筑师。
从那以后我们学到了什么？
但是，十年前报道的最初数据是初步和粗略的，但仍未解决许多问题，包括可能会发现Higgs玻色子的其他变体的可能性。那么，介入几年带来了什么改善？
首先，研究人员现在非常有信心Higgs Boson早在1964年预测，2012年发现的粒子是相同的。此外，可能没有其他变体。科学家研究了玻色子的衰减特性，发现它逐渐衰减了多种方式，完全按照预期的方式。简而言之，希格斯理论似乎是正确的。
另一方面，希格斯理论只是带有无质量粒子的标准模型版本的一个附加组件。这不是基本原则引起的。这意味着我们并不是真正理解它的水平。为了达到这种理解水平，有必要进行更多的调查。我们将继续学习
在接下来的二十年左右的时间里，科学家将继续使用LHC。 LHC于2011年开始运营，HIGGS发现于2012年。此后，研究人员收集了20倍的数据，这就是为什么他们更有信心发现“ The The Higgs Boson”的原因。在接下来的几年中，科学家将再次增加数据。然后，经过几年的升级，LHC将恢复操作，并提供的数据是目前记录的20倍。换句话说，当今的数据仅占预期最终统计的5％，我们的理解有所改善。
但是，为了真正挖掘希格斯玻色子理论的基础，科学家需要创建另一个加速器，一种碰撞电子和反物质电子。这样的加速器比非常有力但笨拙的LHC更精确。如果Frontier Research打开门，LHC将是大锤，而下一个加速器将是关键。
这个新加速器的施工尚未开始。（没有做出最终决定来建立它。）但是，如果获得批准，它将在2040年代之前开始操作。这个新的加速器将能够改进测量值，以将不确定性减少十倍甚至更多。它将能够衡量希格斯玻色子的寿命，甚至探讨希格斯场如何使希格斯玻色子本身给予质量。这样的测量将有助于阐明希格斯领域的基本起源。过去十年是实验性希格斯物理学的童年。接下来的十年将使我们对希格斯玻色子的理解完全成年，然后是一生的发现。
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