不变质量峰与寻峰

当一个重粒子被造出来、随即碎裂成更轻的粒子时，你无法直接看到那个母粒子——它几乎瞬间就消失了。但你可以测量它衰变产物的能量和方向，再用相对论的法则，重建出生成它们的那个东西的质量。对许多事件都这样做，一件美妙的事就会发生：如果衰变产物真的来自单一一种粒子，重建出的质量就会紧紧聚集在某一个数值附近，形成一个尖锐的峰。寻峰，就是去搜寻这样一个高出平滑本底的峰。

工具是不变质量。如果一个母粒子衰变成（比如说）两个光子，你取每个光子的能量和动量，把两个四动量相加，算出不变质量——这个量无论物体运动得多快，结果都一样。对于随机的本底光子，不变质量会散布在一个宽广的范围里；但对于真正来自同一个母粒子的光子，它总是等于母粒子的质量。把每一对的不变质量画成图，一个真实的粒子就会以一个鼓包的形态现身：一处局部聚集的事件堆，恰好出现在它的质量处，骑在宽广、毫无结构的本底之上。

寻峰是这个领域里最古老、最强大的发现手法之一；J/ψ、Z、以及希格斯，都是以不变质量图上的峰宣告自己的存在。峰的宽度——借由共振的概念——会告诉你这个粒子的寿命（峰越窄，意味着粒子寿命越长、定义越清晰）。一个长存的注意点是：人眼在噪声中看出图样的本领高得危险：一次随机涨落就能伪造出一个鼓包，这正是为什么一个峰必须越过严苛的统计门槛（五倍标准差），并在“别处效应”修正后依然挺立，人们才会称之为一项发现。