2012年希格斯的发现（the 2012 Higgs discovery）

将近五十年里，希格斯场一直是标准模型唯一未经检验的支柱——在纸面上美得自洽，却从未被直接看到。要检验它，你必须制造出一个希格斯玻色子，而这需要在极小的体积里聚集起巨大的能量。2012年7月4日，日内瓦附近大型强子对撞机上的两个巨型实验宣布，它们恰恰做到了这一点：它们发现了一个新粒子，其行为正如人们长久以来预言的希格斯玻色子所应有的那样。这成了全世界的头版新闻，也是数千名物理学家几十年努力的最高潮。

下面大致说说这是怎么做到的。大型强子对撞机让质子以极高的能量对撞；极其罕见地，一次碰撞会产生一个希格斯玻色子。这个玻色子几乎瞬间衰变，所以从未被直接看到——探测器记录的是它的衰变产物，再反推出是什么产生了它们。人们用了两个特别干净的信号：希格斯衰变成两个光子，以及希格斯衰变成最终变为四个轻子（电子或μ子）的粒子。通过收集数百万次碰撞、把这些衰变产物的能量加起来，物理学家在他们的数据中看到一个小却明确无误的「鼓包」，堆积在某一个特定质量上，约125 GeV。两个独立的实验，ATLAS和CMS，在同一个质量处看到了同一个鼓包，这正是让结果令人信服之处。

至关重要的是，这个论断越过了这个领域严苛的统计门槛：「五个标准差」的显著性，意味着这样一个鼓包源自随机背景涨落的几率，大约是三百万分之一。这个门槛是粒子物理宣布发现的惯例，防止人们被噪声所欺骗。2012年的结果证实了希格斯机制，补全了标准模型的粒子名单；恩格勒和希格斯次年获得了诺贝尔奖。一点诚实的说明：找到玻色子证明了场的存在，但精确测量它的全部性质——它究竟如何与每种粒子耦合、是否在每一方面都如预言那样行事——仍是进行中的工作，仍可能揭示出意外。