爱华网higgs 粒子发现前的忐忑
作者：dir
现在是2011年10月25日， lhc 实验正在寻找 higgs粒子，近几个月将会有初步结果出来，最终结果将会具有历史性意义，为此写下这段时间的忐忑心情。（此贴将不断更新）
我一直认为，higgs粒子的质量是在（140-145）gev之间，而且粒子物理的标准模型完全正确，也就是说超对称之类的新物理不会在 lhc上被发现。
higgs 中文翻译是希格斯或黑格斯。在7月份 grenoble 的欧洲物理学会高能会议上，atlas 和 cms实验组报告了在143 gev 的标准模型 higgs 质量 m_h的迹象，可是在随后8月孟买的轻子-光子会上，在有了更多数据后，该迹象变得模糊了。目前所有实验的总结果是：115 gev< m_h < 145 gev；标准模型的量子力学效应暗示 m_h 在80gev 一百多也行。由于 higgs 迹象的不清，有人猜测或许 higgs 粒子不存在，或存在于最难找的地方如120 gev（那是超对称喜欢的）。现在 lhc 上找 higgs 的方法主要是看它衰变到两个 w 粒子（其中一个是虚的），然后 w衰变到电子之类加上中微子。因为中微子不能直接测量，这种方法定出的质量范围会有较大误差。真正好的衰变模式是到两个 z 粒子，z再衰变到电子之类，没有中微子，但是这个模式得数据量很少。有人在综合分析 atlas 和 cms 关于 h--> zz* --> 4 轻子的数据后，似乎仍有140 gevhiggs 的迹象， 见：
http://blog.vixra.org/2011/09/18/higgs-days-at-santander/
当然我们还要等真正实验的结果。
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更新（11月6日）：大家都在期待本月14日在巴黎开始的强子对撞机物理-2011会议，在16日有关于标准模型 higgs的实验报告，还有一个理论报告，该报告的题目是没有标准模型 higgs 的情况。这个安排引发猜测，是不是 cern 已经知道 lhc什么结果了？标准模型 higgs 不对？甚至是 higgsless？我不认为这样。上周 "nature＂杂志有一则新闻关于higgs，提到有分析 lhc 实验的人说 higgs 质量在120 gev。也有传言说有三轻子事例的超对称现象有信号出来。 最近在arxiv 上有几篇超对称的理论文章，这几篇章文章都讨论 effective susy 做为新物理的可能性。
在超对称方面，我觉得 r-宇称破坏现在应该被认真考虑，信号应该是多喷驻加多轻子事例，没有大的丢失能量。这和所谓的lepto-quark 的物理是一样的。
最后说一点儿 higgsless，很多人不知其为何物。technicolor 就是最简单的 higgsless 模型。
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更新（11月20日）：强子对撞机物理-2011会议关于 higgs 的报告推迟了一天，似乎是因为 opera超光速中微子的实验，那个实验在时间测量的系统误差方面作了改进，重复实验，结果仍然超光速。我是不信的，“超光速”应该有其他原因，理论上也没有令人满意的解释。
关于标准模型 higgs，结果和我期望的相反。经过 cms 和 atlas 两个实验组对其在夏天的报告的数据（2.3fb^{-1}）结合，higgs 的质量上限已经下到141 gev（95%的置信度）。我期望的（140-145）gev区间快关闭了，有些失望。（如果以90%的置信度，上限就是132 gev，我的预期完全错误）。实验上仍看到一些信号超出，疑为 higgs所造成，否则的话，其上限将是125 gev。
这次会议上 lhc-b 实验倒是有些新物理，d 介子衰变到 k+k-，pion+- 的 cp 破坏好像大于标准模型预期，3.5sigma。我也不相信这会是真的新物理。
关于 higgs 的质量，还要等分析更多数据后的结果，这次结合的结果仅是基于轻子-光子会上结果用到的数据。现在 lhc 已经有5fb^{-1} 的数据了。
下个月12-16号，cern council week 上，higgs 的结果应该有较大更新。有传言说两个实验组从zz*-->4l 上一个没看到一个看到微弱地 higgs 的信号。现在有实验家说 higgs质量是119 gev。
等吧。
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更新（12月3日）：higgs 的传言仍是以及120 gev 为主，也有说是没有迹象（听说参加 lhc 实验的人说h-->2光子没有 higgs 的信号）。我喜欢的140 gev 甚至141 gev仍然成为可能，见路透社报道：
http://www.reuters.com/article/2011/11/24/us-science-higgs-idUSTRE7AM2FF20111124
和 vixra 网站：
http://blog.vixra.org/2011/11/21/where-does-higgs-fit-best/
在理论家的眼里，目前的实验状态给出的信号因其偏见不同而不同。喜欢超对称的人看到了120，反对人择原理的人看不见140。141是高能标超对称的唯一预言（误差为1gev），而高能标超对称就必然意味着要用人择的观念理解电弱能标。如果你既反对电弱标度的超对称，更反对人择原理的话，那你就会倾向于认为没有higgs。
在本月13号，在 cern 的会议上将有关于 higgs 的新实验结果宣布，上午是 dg 的报告，内容是传达寻找 higgs的情况，下午2:00是 atlas 和 cms 的正式报告，关于标准模型 higgs的新结果。对应的北京时间大概是晚上11:00。
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更新（12月3日）：终于有传言出来：higgs 质量在125或126 gev，通过双光子过程看到，见 gibbs 的博客，
http://blog.vixra.org/2011/12/02/higgs-rumour-anaylsis-points-to-125-gev/
其主要点是从各方面看这个传言像是真的，因为 cern dg（总主任）说这次的结果仍将不是决定性的，如果是140gev，数据量够应该能一锤定音，但是125处现在的数据量不足以有5个标准偏差的精度；而且140处能用zz*-->4l看的很清楚，而125处则不行，125处恰好只能用双光子。所以各种传言一致，但是这似乎和费米实验室 tevatron上的实验不一致。
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更新（12月6日）：现在的传言是 atlas 的125 higgs 信号已经到达3.5标准偏差。
对于目前的传言，也是有疑点的：gibbs 在其博客上，还有一位叫 dude 的跟帖，还有同事 yq 都说过。那就是为什么2.3/fb的数据没有信号，而5/fb就有明显信号？数据只是多增大了一倍多。3.5个标准偏差是否太强了？我突然想起几个月前在北大听到从双光子道看见120多 gev 的higgs，是 atlas 的一个小组分析的。记得 lep2 上的 aleph 曾分析出 higgs 质量为了115gev。如果115不可靠，125就可靠？我当时问 tao 哥的看法，他嗤之以鼻地说，lhc上的光子多极了，谁知道它们是哪里来的。
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更新（12月7日）：毕竟 cern 的 dg 说了这次还是不能给出 higgs 存在与否的结论性判定，那么 higgs不存在对应什么样的理论？这里要分两种情况。一是 higgs 机制本身是错误的；二是 higgs 粒子非常重，现在看不到。
其实从一开始就有理论家探讨希格斯机制不对，而研究规范对称明显破缺的情况，以前吉林大学就有一位这样做的教授。这类探讨的主要理由之一是希格斯玻色子从来没有被观测到过。其实这是没有道理的，因为希格斯现象已经确实被看到了，在超导现象里。超导现象就是一种黑格斯机制：在超导体内由于声子的作用电子对儿束缚在一起成为一个玻色子，即库伯对。在足够低温，玻色子会发生凝聚，这样就在超导体内形成一个新的真空，这个真空破坏电磁对称性，因为库伯对带有两个电荷。电磁对称性自发破缺导致光子带有质量，光子就会衰变，如同w 或 z有质量要衰变一样。这样超导体内就没有电磁场，这就是迈斯纳效应，光子质量分之一就是超导体的表面穿透深度。库伯对就是黑格斯场。
所以，在自然界黑格斯机制的确发生过。那么为什么电弱对称性就不能自发破缺呢？这是一个很漂亮的思想啊！但问题是，在这种情形下什么是对应的声子场呢？一种答案就是由一种超强的新相互作用产生，这种超强相互作用使得一些费米子两两结合成对，导致类似于超导现象的电弱对称性自发破缺机制。这就是所谓的techni-color 理论。在这个理论里，希格斯粒子质量约为600多gev。这样的理论就是我上面说的第二种情况，即黑格斯粒子很重。
我老跟人说的一件事是，如果我学完了标准模型，但是别人都不告诉我标准模型之后所有的实验和理论进展，让我猜下一个阶段粒子物理的方向，我肯定会说是techni-color。这是一个具体实现对称性自发破缺很漂亮的想法。
可惜的是，对标准模型的精确检验实验
