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7 改变物理学的七个月（第3页）

这一信息响亮而清晰地传达到了政界最高层。现在是12月15日，距离我们的研讨会只过去了两天，日本首相野田佳彦在东京参加一个物理学家研讨会，宣布他的国家将提供一台新加速器的主机，耗资70亿~80亿美元。它将被称为LLC，一个巨大的线性加速器，一个真正的希格斯粒子工厂，它将允许我们研究在欧洲核子研究组织看到的新玻色子的所有细节。在确定的发现宣布之前，争夺新一代后大型强子对撞机（post-LHC）加速器领导地位的竞赛已经开始了。

与此同时，我们正在为新的数据采集做准备。策略很明确：为了避免任何形式的制约，两个实验都将随机地进行分析。起初，没有人会去看125GeV附近的新数据，希格斯粒子被怀疑隐藏在那里。当定义了这次新运行的所有分析程序后，在预定的时间打开新数据，我们将看到在2012年是否发现了与2011年发生的相同信号。经商定，两个实验将在6月中旬完成。

从1月1日起，约瑟夫·因坎德拉被选为我在紧凑渺子线圈项目的继任者，开始领导这个实验。列车以全速启动，但它仍可能在意外或一些杂乱无章的细节中脱轨。局势仍然非常紧张。

在2012年夏蒙尼的会议上，史蒂夫·迈尔斯接受了将能量提高到8TeV的提议。2011年的经历让大家更加自信。也可以试着去提高亮度，只要实验证实了进一步增加的叠加。每个人都喜欢能量的增加，因为它增加了可以产生的希格斯玻色子的数量，但另一种相互作用数量的增加是可怕的。每一次光束交叉平均会产生20次碰撞，峰值为40次。探测器能挺过这地狱吗？希格斯玻色子的分析，尤其是最关键的那些部分，能幸存下来吗？最终我们接受了挑战，但我们又一次被迫重新来过。我们重新设计了触发逻辑，以8TeV的新能量产生了数十亿个事件的模拟，发明了新技术来减轻堆积对敏感分析的影响。所有的一切都必须在几个月内结束，因为4月初又要开始了。

3月初在拉蒂勒举行的年度会议，是阿尔卑斯和落基山脉各滑雪胜地举行的一系列冬季会议的重头戏。今年的讨论都将围绕“发现”希格斯粒子的第一个证据而展开。在科学界仍有激烈的讨论：许多人相信希格斯粒子实际上已经被发现，但一些人仍持怀疑态度。很快就到7月4日了，我还在和同事们讨论125GeV区域没有什么数据。一段时间以来，我想出了一个让他们陷入危机的策略。我提议打赌：不是通常的20美元，而是一大笔钱。我笑着提议，我想让他们怀疑我真的很认真。

我有一个笔记本，上面记下了大家名字的首字母缩写和下注的金额，我大声地朗诵着，一万五千英镑，两万英镑，等等，有的人脸有点发白了。当然，我从未试图从这些赌注中获得收益，如果我这么做了，我会变得非常富有。

从4月初重新启动以来，大型强子对撞机一直运转良好。在6月中旬，又收集了5fb-1的新数据。分析已经准备就绪，只需要看一下数据，就可以决定在6月15日正式进行分析，以便有几周的时间来准备在国际高能物理会议开幕式上展示的结果。今年的会议将于7月4日在澳大利亚墨尔本举行。关键的时刻到了。选择进行盲法分析并不是上面的命令，而是超环面仪器项目和紧凑渺子线圈项目详细讨论的一个结果。我们对策略的优缺点进行了数周的评估，最终所有人都接受了。这两个合作项目都意识到了利害关系的重要性，并理解了选择自我约束的决定。因而没有任何人违反这个决定。直到昨天，当分析工作启动时，分析师有24小时来运行他们的程序。他们通宵工作，检查并制作了数百个图表，并准备了今天我们第一次能够一起讨论的报告。

这是一个星期五的下午，日内瓦的天气热得令人窒息。这种情况很少发生，但夏天的到来迫使我们不得不让会议室的门敞开着，那里现在挤满了人，而且没有空调。座位很快就坐满了，地板上到处都坐着人。成百上千的人通过视频会议联系在一起。每个人都知道这将是一个特殊的日子。我对数据中会出现什么几乎没有怀疑，但我和其他人一样感到好奇。近几个月来，希格斯粒子的分析得到了进一步的改进。细致的工作使人们相信多元分析可以应用于许多领域。在所有的分析中，几个独立的团体已经寻求不同但互补的路径，而且各处的敏感性都增加了。无论今天的结论如何，结果都将是可靠的。

当我进入房间，我立刻明白不会有任何意外。那些在晚上看到结果，并在几分钟前准备好图表的人，笑着欢迎我，拍拍我的背。有人想在我们开始会议前和我拍张照留念。为了缓解紧张气氛，艾伯特·德·罗克戴着黑色眼罩出现在会议现场，他们戴着这种眼罩在洲际旅行的航班中睡觉。他周围的每个人都笑了起来。展示马上开始了。成果展示者都很年轻，其中有很多女孩。

希格斯粒子衰变成W玻色子对的结果很好。介绍成果的是一个意大利人，他现在在加州和维韦克·夏尔马一起工作。影响整个低质量区域的事件明显过量。这是好事，但每个人都知道，单独来看，这个结果并不是决定性的。

当两个光子中的希格斯粒子到达的那一刻，整个房间都屏住了呼吸。展示成果的年轻女子很平静，还准备好了玩笑。她是麻省理工学院的一名中国学生，她演示的结果创造了一定的悬念，就像在电视节目中那样：“这些是2011年的结果，”她展示的峰值在125GeV左右，“但你们想看到2012年的结果，对吗？让我们一起倒计时3，2，1，来吧……”她展示了2012年的图表，在相同的区域有一个明显的峰值。把这两个结果结合起来，这个峰值由于统计波动而产生的概率变成了十万分之一。

然后轮到四个轻子中的希格斯粒子，一个意大利女孩展示了结果。同样，在2012年，125GeV这一区域也发生了一些事件，而我们在2011年的记录是过量的。但是现在单是这个通道的波动概率已经变成了万分之一。没有必要再添加任何内容。我们现在都知道，将三种主要分析的结果结合在一起，这种可能性将大大降低到百万分之一以下：我们已经达到了可以宣布这一发现的信心水平。

结果传达给了罗尔夫和塞尔吉奥。还有无数的检查和控制需要完成，最重要的是，我们需要看看超环面仪器项目有什么结果，我们紧凑渺子线圈项目的结果已确定。

6月中旬的那个星期五之后，就没有人再说话了，没过多久就能弄清楚到底发生了什么。紧凑渺子线圈项目的人员在欧洲核子研究组织的自助餐厅里转悠，眼睛闪闪发光，笑容灿烂，幽默十足。来自超环面仪器的信息更具争议性。走廊里聚集的谣言告诉我们，在两个光子中存在强烈的希格斯信号，但超过一半的统计数据表示在四个轻子中发生的事件仍然太少。这个非常重要的通道并没有带来预期的结果，而超环面仪器项目担心紧凑渺子线圈有能力宣布这一发现，但他们只能证实这一发现，这显示出一个更加微弱和不那么令人信服的信号。在紧凑渺子线圈项目中，在参加国际高能物理会议之前，他们强迫自己在一个特别研讨会上演示数据，就像去年12月那样。超环面仪器项目犹豫了，放慢了速度。最终，罗尔夫在6月22日确定了研讨会的日期。即使是欧洲核子研究委员会也坚持认为，在前往墨尔本之前，这些数据必须向公众公布。已经确定，7月4日是最后一个可以下午离开并在第二天到达澳大利亚的有效日期。研讨会特意安排在上午9点，以便出席首届会议的人士可以现场观看。

仍有不确定性：没有人，甚至紧凑渺子线圈，想要使用“发现”这个词。几天后，超环面仪器也松了一口气。通常情况下，统计数据开了一个糟糕的玩笑。分析完最后一部分的数据，期待了这么长时间，那些非常宝贵的事件终于出现了。一组不错的四轻子事件集中在125GeV附近，这让实验重回正轨。事实上，他们的信号几乎比我们的更令人信服。超环面仪器在6月25日产生的各种通道的组合，显然超过了宣布这一发现的门槛：在合作会议会场外回响的欢呼声，是这一点最清楚的证明。毫无疑问，7月4日的研讨会将被载入史册。

希格斯粒子独立日

2011年12月13日的经历，让许多无法亲自参加研讨会的人感到痛心。这一次情况会更糟。从前一天晚上开始，就有人在一楼露宿，成为第二天早上第一批排队等待开门的人。7月4日，一大早，我就去了礼堂。我很好奇在希格斯粒子独立日这一天会发生什么。

7点30分，当我到达礼堂时，已经有几百人排起了令人震撼的、紧凑的队伍，他们分布在两层楼，横穿整个餐厅。只有一小部分人能进入礼堂。队伍几乎没动。我顺着队列爬上通往一楼的楼梯，那里的气氛就像在举办一场摇滚音乐会。我发现几十个来自紧凑渺子线圈项目的男孩和女孩，他们跟我打招呼，拦住我，跟我握手，或者跟我击掌。当我走上楼梯时，雷鸣般的掌声和礼堂里的尖叫声爆发出来。我环顾四周，因为我不知道这是为谁准备的。然后，看着那些年轻人的脸庞和微笑，我明白这是给我的。每个人都鼓掌，即使是超环面仪器项目的人，即使是排队的陌生人。

我感谢他们并向他们致意，这种出乎意料的致意让我感动，也让我无所适从。

这次每个人都被邀请了。卡洛·鲁比亚、卢西亚诺·马亚尼以及前欧洲核子研究组织前任总干事史蒂夫·迈尔斯和林·埃文斯。最重要的是，他们，1964年的男孩们。弗朗索瓦·恩格勒一进屋我就拥抱了他，我们笑着，兴高采烈，但我还是忍不住：他戴的领带太难看了，而且与黑夹克和红条纹衬衫不协调。我困惑的目光并没有被忽视，弗朗索瓦向我解释说，点缀在它上面的那些巨大的彩色立方体是标准模型的粒子。这条领带是赫拉尔杜斯·霍夫特送给他的，霍夫特亲自设计了这条领带。他向霍夫特保证，如果他们发现了他所谓的“标准模型的标量”，他就会戴上这条领带。

当彼得·希格斯入场时，礼堂里已经挤满了人，掌声如雷，尖叫声和嘈杂声似乎永远不会停息。彼得满脸通红地坐在自己的位置上，害羞地微笑着，挥手向那些热情欢迎他的男孩们问好。

这次是紧凑渺子线圈项目优先。乔·因坎德拉用了几十张幻灯片，详细说明了仔细准备分析的所有细节工作，但他并没有决定展示结果。紧凑渺子线圈的时间应该已经结束了，到处都是一些轻微的嗡嗡声，但没有人敢打断。你必须等到第43张幻灯片才能看到希格斯粒子产生两个光子。12月的轻微波动已经成为无可争辩的过量，即使用肉眼你也可以看到在125GeV区域发生了一些事件。当乔展示希格斯粒子衰变为4个轻子的结果时，整个会场一片寂静。然后，他继续讲到希格斯通道转变为两个W玻色子。当他显示出这些通道组合后，紧凑渺子线圈信号超过了5西格玛（说出“发现”这个单词必须超过5西格玛的标准），现场响起了雷鸣般的掌声。每个人都笑了，包括乔在内，他现在明显地从一直紧张的情绪中解脱出来。演示还没结束，但是每个人都听到他们想听的。乔并没有说出“发现”这个词，但结果的意思很清楚。他结束演讲时，研讨会现场掌声热烈，令人信服。

现在，人们的目光转向了礼堂右边的那个区域，弗朗索瓦·恩格勒和彼得·希格斯坐在那里，彼此相距不远。两人显然颇受感动，彼得不得不用手帕擦去几滴眼泪。弗朗索瓦会在几分钟后说，他想起了罗伯特·布劳特，和他一起冒险的伙伴。布劳特在2011年去世，甚至没能有机会知道自己是正确的。

彼得不愿解释为什么他被感动了，大家都以为是喜极而泣。而我确信，在那一刻，他想到了乔迪，他深爱的前妻，想到了他为现在在这里必须付出的代价。

在演示的最后，他开始发言，最终说出了大家都在等待的一句话：

“我想我们做到了。你们同意吗？我们发现了一种新粒子，它的特征与希格斯玻色子的预测一致。”

20多年来，我们为实现梦想而奋斗，经历了风风雨雨。然后，就在我们似乎又要失败的时候，在最绝望的时刻，发生了一件事：我们开始看到非常特殊的事件，第一个线索出现了。最后，事情以意想不到的速度发展，几个月后，一切都变了。

自从第一个微弱的迹象出现以来，已经过去了7个多月，现在全世界都在庆祝这个新的伟大发现。这对我们来说仍然不真实，一切都发生得如此之快，以至于我们很难说服自己这是真的。这一发现标志着一个影响深远的分水岭：一切都将改变。物理学已经发生了深刻的、永远的变化，但朝着哪个方向呢？