近日，在歐洲核子研究中心（CERN）舉行的研討會上，緊湊型繆子螺線管探測器（CMS）合作組報告稱，其在大型強子對撞機（LHC）上對W玻色子質(zhì)量進行了迄今為止同類實驗中最精確的測量，結(jié)果為80360.2±9.9MeV。這一數(shù)值與粒子物理學(xué)標準模型高度一致。

W玻色子是一種基本粒子，與Z玻色子一起介導(dǎo)弱相互作用力。這種力是導(dǎo)致一種放射性現(xiàn)象的原因，并主導(dǎo)了為太陽提供能量的核聚變反應(yīng)。W玻色子于1983年在CERN被發(fā)現(xiàn)，但即便在40年后的今天，其質(zhì)量的測量仍極具挑戰(zhàn)性。W玻色子質(zhì)量是標準模型基本參數(shù)的關(guān)鍵預(yù)測之一，因此也是對該模型本身極其重要的檢驗。

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CMS候選碰撞事件，其中W玻色子衰變?yōu)棣套樱�紅線）和逃脫探測的中微子（粉色箭頭）。

在CMS探測器中心產(chǎn)生的W玻色子幾乎會瞬間衰變成μ子和中微子。μ子能被CMS探測器探測到，但難以捉摸的中微子則會逃逸而無法被探測。如果μ子和中微子都能被探測到，那么W玻色子的質(zhì)量就可以像測量希格斯玻色子那樣，直接從粒子的能量和飛行方向中測量出來。為了應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，研究人員利用了著名的質(zhì)量與能量關(guān)系方程E=mc2：質(zhì)量越大，μ子的能量和動量就越大。因此，通過研究μ子的動量，研究團隊以極高的精度推斷出了W玻色子的質(zhì)量。

為了這項研究，研究人員開發(fā)了一種專用的高性能運動學(xué)重建算法。此外，他們還采用了最清晰的理論輸入和最新的實驗技術(shù)，進行了多項輔助研究來測試這些要素。

兩年前，美國能源部費米國家加速器實驗室對撞機探測器（CDF）合作項目的科學(xué)家報告了對W玻色子質(zhì)量的測定結(jié)果，其精確度達到了千分之一以下。該結(jié)果顯著偏離了標準模型的預(yù)測以及CERN其他測量的平均值。而此次備受期待的CMS結(jié)果不僅與CDF結(jié)果的精確度相當，而且強烈支持標準模型的值，進一步增強了當前模型的可信度。