不變質量峰與尋峰

當一個重粒子被造出來、隨即碎裂成更輕的粒子時，你無法直接看到那個母粒子——它幾乎瞬間就消失了。但你可以測量它衰變產物的能量和方向，再用相對論的法則，重建出生成它們的那個東西的質量。對許多事件都這樣做，一件美妙的事就會發生：如果衰變產物真的來自單一一種粒子，重建出的質量就會緊緊聚集在某一個數值附近，形成一個尖銳的峰。尋峰，就是去搜尋這樣一個高出平滑背景的峰。

工具是不變質量。如果一個母粒子衰變成（比如說）兩個光子，你取每個光子的能量和動量，把兩個四動量相加，算出不變質量——這個量無論物體運動得多快，結果都一樣。對於隨機的背景光子，不變質量會散布在一個寬廣的範圍裡；但對於真正來自同一個母粒子的光子，它總是等於母粒子的質量。把每一對的不變質量畫成圖，一個真實的粒子就會以一個鼓包的形態現身：一處局部聚集的事件堆，恰好出現在它的質量處，騎在寬廣、毫無結構的背景之上。

尋峰是這個領域裡最古老、最強大的發現手法之一；J/ψ、Z、以及希格斯，都是以不變質量圖上的峰宣告自己的存在。峰的寬度——藉由共振的概念——會告訴你這個粒子的壽命（峰越窄，意味著粒子壽命越長、定義越清晰）。一個長存的注意點是：人眼在雜訊中看出圖樣的本領高得危險：一次隨機漲落就能偽造出一個鼓包，這正是為什麼一個峰必須越過嚴苛的統計門檻（五倍標準差），並在「別處效應」修正後依然挺立，人們才會稱之為一項發現。