科技日報記者 劉霞
大型強子對撞機（LHC）底夸克實驗合作組報告了首個Z玻色子質量測試結果：911.842億電子伏特，測量精度達到0.1%（不確定度僅950萬電子伏特）。這是LHC在精密物理研究領域作出的又一貢獻。相關論文已經提交《物理評論快報》雜志。
Z玻色子是負責傳遞自然界基本力之一——弱核力的基本粒子，屬于已知最重的基本粒子之一。1983年，科學家首次發現了Z玻色子和W玻色子，相關研究人員因此榮膺1984年諾貝爾物理學獎。精確測量W玻色子的質量對于進一步測試標準模型，探索新物理學至關重要。
在最新研究中，實驗合作組利用2016年大型強子對撞機第二輪運行期間記錄的質子—質子對撞數據，通過分析17.4萬個衰變為繆子（電子更重的“近親”）對的Z玻色子樣本，測得Z玻色子質量為911.842億電子伏特。這一結果不僅與LHC的“前輩”——大型正負電子對撞機和美國費米實驗室對撞機探測器實驗的測量值高度吻合，而且與標準模型預測的精度相匹配。
值得注意的是，盡管質子—質子對撞過程會產生大量伴生粒子，LHC仍實現了如此精密的測量。這一突破性進展為后續在LHC及其升級版——“高亮度大型強子對撞機”上開展更精確的Z玻色子研究奠定了基礎。
