2012年希格斯的發現（the 2012 Higgs discovery）

將近五十年裡，希格斯場一直是標準模型唯一未經檢驗的支柱——在紙面上美得自洽，卻從未被直接看到。要檢驗它，你必須製造出一個希格斯玻色子，而這需要在極小的體積裡聚集起巨大的能量。2012年7月4日，日內瓦附近大型強子對撞機上的兩個巨型實驗宣布，它們恰恰做到了這一點：它們發現了一個新粒子，其行為正如人們長久以來預言的希格斯玻色子所應有的那樣。這成了全世界的頭版新聞，也是數千名物理學家幾十年努力的最高潮。

下面大致說說這是怎麼做到的。大型強子對撞機讓質子以極高的能量對撞；極其罕見地，一次碰撞會產生一個希格斯玻色子。這個玻色子幾乎瞬間衰變，所以從未被直接看到——探測器記錄的是它的衰變產物，再反推出是什麼產生了它們。人們用了兩個特別乾淨的信號：希格斯衰變成兩個光子，以及希格斯衰變成最終變為四個輕子（電子或μ子）的粒子。通過收集數百萬次碰撞、把這些衰變產物的能量加起來，物理學家在他們的數據中看到一個小卻明確無誤的「鼓包」，堆積在某一個特定質量上，約125 GeV。兩個獨立的實驗，ATLAS和CMS，在同一個質量處看到了同一個鼓包，這正是讓結果令人信服之處。

至關重要的是，這個論斷越過了這個領域嚴苛的統計門檻：「五個標準差」的顯著性，意味著這樣一個鼓包源自隨機背景漲落的幾率，大約是三百萬分之一。這個門檻是粒子物理宣布發現的慣例，防止人們被噪聲所欺騙。2012年的結果證實了希格斯機制，補全了標準模型的粒子名單；恩格勒和希格斯次年獲得了諾貝爾獎。一點誠實的說明：找到玻色子證明了場的存在，但精確測量它的全部性質——它究竟如何與每種粒子耦合、是否在每一方面都如預言那樣行事——仍是進行中的工作，仍可能揭示出意外。