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5 竞争正式拉开帷幕（第2页）

一个接一个会面，连续几周，面谈几十个小组。我还记得在说服负责研究小组的教授同事时遇到的困难。他们摇了摇头，因为他们不想改变已经开始的论文和人们花了很多年准备的研究。越是说事业难，我越是强调要发明新的分析方法，越能看到参加会议的年轻人眼睛里亮着一种奇怪的光。这就使我们在合作的成千上万年轻人中招募到最优秀的人才。

几个月之内，几十个组织和数百名优秀的年轻人加入了这一行动。到2011年夏天，也就是巴黎非正式会议的一年后，当我们对希格斯粒子研究小组进行统计时，发现紧凑渺子线圈项目的希格斯粒子研究小组快超过500个了。数百名男孩和女孩将开始研究创新的方法来寻找这一决定命运的玻色子。如果今天全世界都在庆祝这一科学上的成功，那么，决胜优势就在于这些年轻人，他们能够以热情和**来迎接挑战。只有当年轻人被要求承担重大责任时，他们才具有这种热情和**。要信任他们，他们有这个能力。

与超环面仪器的艰难交易

当7TeV测量开始时，紧凑渺子线圈比超环面仪器更快产生结果。这正是我们所期望的：我们的实验更容易校准；此外，强大的磁场、跟踪检测器与用于μ子的跟踪检测器的组合，拥有出色的性能。在几个月内，紧凑渺子线圈项目发表了一系列令人印象深刻的文章。当测量到最大质量物体（如顶夸克）的产生和衰变机制，并对非常罕见的现象（如成对的W玻色子的产生）进行研究时，每个人都明白，我们已经准备好进行大狩猎了。超环面仪器项目也取得了优秀的成绩，但很挣扎。他们总是落后几周或几个月，发表的文章不如紧凑渺子线圈项目的完整和创新。竞争越来越激烈了。

在大型强子对撞机项目中选择两个独立的实验是欧洲核子研究组织的战略举措。它重复了自UA1和UA2时代以来一直使用的脚本。兆电子伏特加速器项目采用了同样的配方，CDF和D0两个实验相互竞争、协作。寻找希格斯玻色子或寻找新的物理信号是一项极其复杂的工作。我们正在寻找微小而罕见的信号，这些信号往往隐藏在与我们想要研究的现象相似的现象之下。现代实验是用非常复杂的技术建立起来的，这些技术隐藏了所有细微之处和可能发生的故障。用来识别有趣事件、重新构造它们并详细研究它们的软件，由数百万行代码组成。在这种情况下，任何人都可能犯错或低估系统错误的某些缘由。恐惧是我们最经常的旅伴。我们的噩梦是忽略一些细节，让自己相信我们有了重大的发现，然后才意识到我们犯了一个小错误。我们的信誉将会被深深地、永远地破坏，而它是我们拥有的最珍贵的资产，是我们最关心的东西。

由于这个原因，在大规模的合作项目中，如紧凑渺子线圈，控制和验证机制总是活跃的，这至少应该保证我们避免最严重的错误。我们也意识到，并非每件事都能完美地运作。这就是为什么会有两个实验，对于我们自己和我们想要达到的结果，这是一条安全带。两组独立的研究人员使用不同的技术和不兼容的软件程序，正在寻找相同的信号。如果其中一个发现了什么，另一个将有机会验证它。只有当它们都得出相似的结果时，人们才能合理地确信它们的正确性。

这种机制不可避免地涉及激烈的竞争。每个人都知道，在任何时候，其他实验的同事可能会宣布一些重要的事情。这使得科学家们的合作关系持续紧张，他们毕生都梦想着成为第一个观察到物质新状态的人。在竞争的压力下，我们会想尽一切办法，探索所有的道路，不断寻求新的想法，以达到终点。

这种竞争即使如此激烈，也会以特殊的形式出现，例如，对于那些正在开发一种新的微处理器或一种新药的人来说，也就是那些具有强大经济影响的研究，是无法理解的。在这些领域，竞争团体之间有最严格的机密性；通常情况下，即使是在同一家公司工作的研究团队也不会交换意见的。

我们一切都不一样。这两个实验所使用的技术众所周知，所有的东西都发表过。软件也是如此。他们没有秘密，也没有隐瞒可能会损害其他合作的信息。如果一个实验失败，几周内都无法获取数据，另一个就会尝试等待它被修复。在一场依然激烈的竞争中，人们不断地交换利益。这两个团体都想先达到目标，但都不会同意通过不恰当的方式达到目标。

因此，我和法比奥拉在进行科学竞争的过程中相互残酷打击的同时，自然保持着真挚的友谊。我们经常组织有我妻子卢恰娜和我们共同的朋友参加的晚宴。我们什么都谈。她对我的女儿茱莉亚很感兴趣，茱莉亚是苏黎世歌剧院的舞者，舞蹈是法比奥拉小时候的爱好之一。我建议她多休息，因为在我看来，她的眼睛就像那些睡眠不好的人的眼睛一样疲惫。毫无疑问，寻找希格斯玻色子不会是我们私下讨论的话题。这两个实验已经向公众展示了我们打算做什么：我们打算分析的通道和我们想使用的技术。比赛已经开始，愿最优秀的人获胜。

然而，在我们之间的交锋中，紧凑渺子线圈先得一分。2010年巴黎会议一结束，我就被告知，我们的一个分析小组发现了一些意想不到的东西。我们在8月初见面，这马上就变得很有趣。它与希格斯玻色子无关，也与新物理现象无关，但它是一个非常有趣的效应。在我们的质子碰撞中，出现了一种微妙的现象，这种现象以前只有在重离子之间的碰撞中才能观察到。每年都会有一个月的大型强子对撞机数据采集时间用于这些研究，通常是在圣诞假期加速器关闭之前的这段时间。

当铅离子以高能量碰撞时，核物质似乎会融合，产生一种由夸克和胶子组成的完美流体。人们对它的性质进行了详尽的研究，因为人们认为，我们宇宙的全部物质在大爆炸后的最初时刻就经历了这种状态。碰撞是壮观的：数百条带电轨道和能量释放痕迹以一种非常独特的方式分布。超环面仪器和紧凑渺子线圈采集数据并能够进行有趣的测量，但在这种情况下，ALICE实验起了主要作用，因为它是专门用于这类研究的仪器。

紧凑渺子线圈观察到的现象本身就很有趣，因为没有人希望在质子碰撞中观察到这样的现象。我们已经记录了数百个从碰撞中产生的粒子的奇怪分布。一切似乎都表明，这种由夸克和胶子组成的神奇**的微小液滴产生了这种效应。这个场合对于测试我们内部控制程序是有用的。

经过数周的激烈讨论，结果得到证实后，剩下的就是让紧凑渺子线圈之外的科学界对其进行评判，在欧洲核子研究组织的一个研讨会上展示数据，并就此发表一篇文章。超环面仪器和ALICE都无法得出类似的结果，所以只有紧凑渺子线圈能够呈现新的观测结果。

这是2010年9月22日，全世界都在报道大型强子对撞机首次发现了一种新现象。紧凑渺子线圈的结果吸引了人们的注意和共识，突然，丑小鸭被华丽的羽毛覆盖。有人在超环面仪器咀嚼痛苦，一种坏情绪在实验中滋长。项目的许多人攻击法比奥拉，指责她太害羞、太善良，无法阻止那些野蛮的紧凑渺子线圈项目的人。

但超环面仪器项目的反击很快就来了。他们会在最意想不到的时刻击中我们。在质子数据采集结束，铅离子数据采集开始的几天后，超环面仪器项目给出了一个惊人的结果：记录的事件如此不平衡，以至于它们似乎违反了能量守恒原理。显然，以粒子喷射的形式从一边逸出的能量，与相反方向释放的同等能量并不平衡。这种现象在某种程度上是意料之中的，但对于大型强子对撞机来说，它以前所未有的清晰度呈现出来，而且他们第一个报道这种现象。夸克和胶子的流体能够强烈地相互作用，阻止两种喷流之一的形成，从而产生能量不平衡的事件。我们也看到了同样的现象，但这一次他们领先了，而我们在挣扎。不到两个月，法比奥拉就恢复了局面。最后，这两个实验一起呈现了新的结果，但每个人都清楚，这一次是他们表现出色，我们紧随其后。

在互相交流之后，我们决定应该共同定义一种发现程序，该程序总结在一份由所有人签署的简短备忘录中。如果这两个实验中的一个发现了一种新现象，它将被要求通知欧洲核子研究组织主任，并将初步结果传达给另一个。从那时起，第二次实验将有一到两周的时间来调整结果并同时发表。如果不能，前者将自行发展下去。

这场艰苦的比赛真正开始了。

给我一个“五”！

这项任命将于2月初在夏蒙尼宣布，这是欧洲核子研究组织自大型正负电子对撞机时代以来一直坚持的古老传统。这是机器专家和实验发言人召开的为期5天的年度会议，以确定本年度数据收集计划的每一个细节。今年是2011年。在我们日夜讨论的小旅馆外面，游客和滑雪者拥上缆车，到达比安科北侧和勒布雷旺南侧的斜坡。夏蒙尼是极限滑雪之都，那里的斜坡都很漂亮，也很有挑战性。我喜欢滑雪，对我来说，当外面阳光普照，人们背着滑雪板跑到斜坡上时，在那里讨论粒子束的发射和准直度是一件很痛苦的事。其中的利害关系太重要了，讨论的任何细节都不能漏掉。

这个旅馆的房间几乎容纳不了蜂拥而来的一百多人。整个星期，我们讨论碰撞的能量和强度可以提高到什么程度。最终，在2010年，大型强子对撞机在7TeV的情况下运行良好，像林恩·埃文斯这样的专家甚至认为，可以达到9TeV或10TeV而不会有大问题。对我们这些想要发现希格斯粒子的人来说，能够依靠更高能量的碰撞意味着更大的成功机会，但史蒂夫很谨慎，完全不相信这个提议。仍然有太多的未知、太多的风险隐藏在复杂的技术中。没有人确切知道在经受了初步测试的12000个焊缝中还隐藏着多少隐患。如果程序中有其他错误，没有人能保证类似2008年的悲剧不会重演。如果再发生一次事故，就算不那么严重，我们也经不起批评的浪潮了。大型强子对撞机项目有可能终止，然后把我们都送回家。史蒂夫的最后一句话毫无疑问：他将继续维持7TeV。

然后法比奥拉和我转向亮度的突破。最后决定了，大型强子对撞机也将在2012年获取数据，目标是达到5个fb-1，但2011年的官方目标将只有1个fb-1。史蒂夫一直都很小心。他很清楚还有很多事情可以做，即使在酷刑下他也不会承认。区别是巨大的，他很清楚。我们所有的研究都表明，超过这条红线，我们就有可能发现幽灵希格斯玻色子，而这条红线恰好就位于这个神奇的数字周围。我们越早积累这些数据越好，但史蒂夫不想冒任何风险。

这就是为什么，开玩笑地说，他在夏蒙尼的演讲结束时，我公然向他打招呼并大声说道：“没关系，史蒂夫，现在给我一个5的指标呗。”我们一年到头都在玩这个游戏：每天早上8点30分，我们在控制室开会讨论当天的计划。这是一种仪式，我们看着对方的眼睛，笑着结束会议。我们都知道那个眼神的含义：“你给我5个fb-1，我就给你希格斯玻色子。”

假警报还是划时代的发现？

当我打开电脑阅读晚上发来的电子邮件时，我知道这将是灰暗的一天。今天是2011年4月22日，离复活节还有两天，今天我和妻子本应该去蔚蓝海岸。我们在“战壕”里度过了圣诞节，我一天也不能离开。接下来是几个月的疯狂工作，为新的数据采集期做准备。我已经向卢恰娜许诺过一阵子了，复活节那天我们会放三天假。我在圣特罗佩订了一家浪漫的酒店。我们开车几个小时就能到达，天气预报也很好，但我马上明白，我眼前的这个烂摊子会毁了所有的计划。

一夜之间，科学博客上爆发了一场风暴。这个标题很有说服力：《有传言说，超环面仪器发现了希格斯粒子。》在这些文章中，引用了一份内部文件，报告了粒子衰变为两个质量为115GeV光子的强烈信号。类似的情况出现过，在大型正负电子对撞机项目的最后几个月里，也出现了许多希望和冲突。我的收件箱塞满了信息，已经有第一批记者要求评论和采访了。

当我打电话给酒店取消预订时，我尽量不去想卢恰娜悲伤的样子。几分钟后，我启动了一种反应机制，它将让我们经历数周的地狱时光。

我做的第一件事就是打电话给法比奥拉，给她解释发生了什么。她和我一样感到惊讶和尴尬。这不是合作的官方结果。超环面仪器项目有一个小组单独行动了，编制了一份内部文件，并在核实和审查之前发布了出去。超环面仪器项目有人想中头彩。这是所有可能的情况中最糟糕的。

这是由老朋友吴秀兰领导的一个来自美国威斯康星州的小组提出的。秀兰是一位经验丰富、技术娴熟、积极进取的科学家，身边都是有天赋的年轻人—维韦克是她的学生之一。她的工作能力极强。她出身于中国香港一个非常贫穷的家庭，年轻时才华横溢，被纽约的瓦萨学院全免学费录取。这所学校专为美国最富有家庭的女孩开设。在这里，她遇到了后来成为肯尼迪夫人的杰奎琳·布维尔。作为一名刚毕业的学生，秀兰与发现粲夸克的小组成员丁肇中一起工作过。也许是由于她们有着共同的中国血统，也许是由于天生的亲和力，她很快就成了丁的学生，从他身上继承了高效率和侵略性。

和许多大型正负电子对撞机项目的科学家一样，吴秀兰真诚地相信，旧机器发现的115GeV信号中隐藏了希格斯玻色子，因此，她的分析可能是有条件的，几乎是预制的，为了不惜任何代价提取信号。她的工作没有得到其他小组的证实，这是一种不正确的做法，这使得分析非常脆弱。在这种情况下，超环面仪器项目可以轻易将这个小组关闭，但这也可能是一个做得很好的、科学上正确的分析，只是因为她想要这一发现的荣耀完全属于自己而保密。她可能已经能够确定更好的信号选择标准。在这种情况下，经历了合作中各种各样的动**之后，超环面仪器除了采纳它并将其公之于众别无选择。最终，这仍将是一个划时代的发现。对于紧凑渺子线圈项目的我们来说，大灾难即将到来。

2011年4月25日，法比奥拉正式宣布，超环面仪器项目进行了核查，之前令大众媒体兴奋不已的结果是伪造的。在两个光子中没有希格斯粒子信号。这让我安心，但我不相信它。有时官方发表声明是为了减少来自媒体的压力，以便能够平静地工作。没有人能保证这个问题在几周内不会再次发生。只有当我们完成了检查，才能恢复平静，我们仍然需要时间。

最后，我们也得出了同样的结论：115GeV什么都没有。虽然整件事让我们的神经崩溃了几个星期，但对紧凑渺子线圈项目的工作还是有好处的。双光子希格斯衰变群已经成为最强、最具凝聚力的衰变群之一。害怕输掉与超环面仪器项目的竞争，这几周的工作比几个月的工作更多。新思想和新工具被开发出来。最重要的是，团队精神凝聚了起来，这将在不久之后，当第一个真正的迹象被发现时，这种精神会被证明有着决定性作用。

出乎意料的是，秀兰在深夜来到我的办公室，在40号楼的五楼，我惊讶地听到她为所发生的一切道歉。秀兰脸上总是有一种坚不可摧的神情，不流露任何情绪。她泪流满面，坐在我面前，我无法对她太苛刻。我知道她犯了一个严重的错误，也许是不情愿，也许是出于野心，但她违反了合作中最重要的一条规则。我知道她会付出沉重的代价，在超环面仪器项目内部被孤立。如果她在紧凑渺子线圈项目，我不会仁慈。她现在就在我面前，泪流满面。没人逼她这么做。她觉得她有责任为我们因她而所做的牺牲道歉。我只是告诉她，这些事情已经发生了，现在最重要的事情是向前看，努力地、真正地、发现这个该死的粒子。

复活节已经过去了几个星期，我们再次处于戒备状态。这次我们的数据发生了一些变化，但这与希格斯玻色子无关。加速器正在全速运转，史蒂夫的工作也做得很好：每周我们收集的数据比2010年收集的还要多。按照这个速度，我们将会在6月到达第一个fb-1。在这里，壮观的事件开始有规律地出现。

它们是非常干净的事件，碰撞中只有两个电子或两个μ子在大角度出现，典型的横向高能量事件，并预期会在大型强子碰撞机中发生；未曾预料到的是，它们聚集在一个特定的质量区域，形成一种过量分布的峰值。这就是正在发生的事情。在950GeV左右，在一个预计几乎看不到任何东西的区域，开始两个，然后三个，最后四个事件出现了。每个事件都好像在说：“嘿，你还在等什么？你没看见我们在这里吗？”

这些事件似乎与多年来一直在寻找的事件一模一样。这是预测Z玻色子超大质量伙伴的经典衰变模式之一。它们将是与Z玻色子非常相似的粒子，但要重10倍，并且在一些额外维度的模型中可以预测。它们被称为Z'，它们的发现将标志着一个划时代的分水岭。气氛非常紧张。当我们继续收集数据并每天监测其他类似事件的出现时，电子和μ子领域的前沿专家们正在检查每一个细节的质量。为了使μ子脉冲测量的分辨率达到最大，我们准备了一种新的校准方法。类似的信号也在其他的衰变和已知粒子的其他大质量伙伴中寻找，例如W'或top'（顶夸克的伙伴）。大自然可能给了我们惊喜，让我们发现了大约1TeV的第二组粒子，类似于W玻色子、Z玻色子和顶夸克，在标准模型中分布在100GeV左右。其他的研究小组开始工作，使用不同的信号选择标准来重新进行所有的分析。

我们的冷静受到了严峻的考验。当所有的检查似乎表明事件是正确的，信号继续加强时，我们准备起草一份方案，并且非正式地通知研究中心的主任。我跟塞尔吉奥说，让他做好准备。我们再等一周，如果这种情况继续下去，我就得召集罗尔夫和法比奥拉开会启动调查程序。在合作中，我们热情高涨。即使最谨慎的人似乎也深信不疑。年轻人无拘无束，他们已经为这种新粒子找到了一个名字，他们把它命名为“圭多”。

我觉得很难受。一方面，我必须准备捍卫一个轰动的结果。这将明确地表明，我们生活在一个多维的宇宙中。这些发现将永远改变我们对世界的看法。这是我们多年来的梦想。另一方面，我担心，一些令人振奋的结果被证明只是统计上的波动。对于紧凑渺子线圈来说，这可能是胜利，也可能是灾难。

然后，突然间，有趣的事件不再出现：一个星期过去了，其中两个事件不见了，它们似乎已经销声匿迹。有一段时间，我们怀疑我们的触发电路中有什么东西已经停止工作，我们不能再记录它们。随着时间的推移，我们屈服了。信号失去了统计意义，越来越弱。我移除橙色警报，提醒塞尔吉奥一切恢复正常。当数据采集完成后，为了纪念Z玻色子的伟大冒险，一个小的剩余统计波动将保持在950GeV。要弄清楚我们的宇宙不是四维，而是六维或十维，使我们对世界的看法发生划时代的改变，还得再等一段时间，但我们是冷静的，我们不会让自己被热情冲昏头脑。我对紧凑渺子线圈项目组的表现感到非常自豪。