EN
首页
首页 / 新闻速递 / 正文

第八届上海粒子物理大师班活动

三月 23,2018

第八届上海粒子物理大师班活动

3月16号，上中国际部一群对物理感兴趣的11、12年级学生来到上海协和双语学校参加一年一度的粒子物理大师班，这是欧洲核子研究组织(CERN)专门为勇于挑战自身知识的高中生量身定做的活动。教授先是向学生们介绍了大型强子对撞机——人类迄今为止所造的最大机器，一个可以将质子加速至接近光速的机器。接着又教学生分析质子对撞的巨大能量所产生的衰变质量。这些年轻的物理爱好者们先是学习了用纸和笔计算Z玻色子的质量，再接着学习用电脑直接分析CERN提供的真正的数据，通过识别不同的对撞来分析到底是W, Z，还是希格斯玻色子，最后再计算这些玻色子的质量。

下午，大师班造访了上海最大的科学基础设施——上海光源。上海光源为先进的第三代中能同步辐射光源。它用磁扭摆器去影响以接近光速行动的电子，来创造拥有两千万倍于医用X射线能量的X射线。这些电磁射线将被用在许多物理、生物和化学实验室中。

3月18号早上八点，学生们回到协和双语学校参加国际视频会议，向在CERN工作的物理学家们展示他们分析的数据。参加这个视频会议的有来自上海、檀香山、诺斯布鲁克的学生，以及美国费米实验室（FermiLab）和奥地利的物理学家们。数据总共分两部分：一是记录了Z玻色子或希格斯玻色子的质量的直方图，二是记录了W+, W-, Z，以及希格斯玻色子出现次数的数据表（这还包括了玻色子衰变成电子或者是渺子的次数）。上海学生率先分享数据，他们除了统计出了一个预期的直方图之外，还指出了他们的直方图中一个有49 GeV质量的未被鉴定的粒子。在上海学生指出这点之后，其他地方的学生也报告说他们的数据中有类似的情况。在听完这些报告之后，物理学家们猜测这个粒子可能是一个宇普西龙介子（upsilon）。

来自三个地方的学生们还同时提出了数据中的一个奇怪的现象：同时观测到一个电子、一个渺子和一个中微子的轨道。这个现象不符合任何已知W+, W-, 或Z玻色子的衰变。当所有人都一筹莫展的时候，来自上中国际部11（2）班的李心诺指出，这有可能是一种十分罕见的希格斯玻色子衰变。在这个衰变中，一个希格斯玻色子衰变成一个W+玻色子和一个W-玻色子。这两个玻色子最后会衰变成一个电子、一个渺子和两个中微子。同时，两个中微子的轨道会合二为一。当李心诺将他的猜想告诉物理学家们时，物理学家们十分惊讶。他们说这是一个连他们都没想到的出色的主意，并称赞上海学生细致的观察能力和敏锐的数据分析能力。最后，学生们与教授们一一握手，感谢他们提供的这次探索物理的宝贵机会。

（文：11(1)A邹嘉睿, 11(1)B张旨信 图：于海峰）