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在2015年12月大型强子对撞机的对撞实验中，两组独立的探测器发现了一种疑似新粒子的存在，它比希格斯玻色子重6倍。这种粒子用现有的模型无法解释。这一重大发现可能会帮助科学家继续发现一整组新型粒子，甚至发现第五种基本力。不过，现在的成果并不足以证实这种粒子真正存在。科学家将实施更多的探测实验。
大型强子对撞机的两大探测器超环面仪器（ATLAS）和紧凑μ子线圈（CMS）是通过计算衰变成光子的粒子来发现新物理现象的。测量光子是探测新物理现象的较好途径，因为光子比较容易探测，而且物理学家大概知道预期的结果。当粒子衰变成光子时，释放出的能量相当于它们的质量乘以光速的平方。
欧洲核子研究中心的理论粒子物理学家吉安·朱迪切说：“我们谈论的并不是去验证一个既有的理论，而是打开一扇进入另一个未知世界的大门。”
当然，前提是它真的存在。目前，我们只是从大型强子对撞机的碰撞碎片中得到了一些线索。但是，如果这些线索在今后的几周或几个月的时间里逐渐清晰的话，就有可能是一个重磅炸弹。它也许会成为2016年最重大的发现，为对大自然的运转方式的研究揭开新的篇章。
这个希望分别来自大型强子对撞机的两个探测器最新获得的数据。它们各自独立地指出，似乎存在一种粒子，它的质量甚至让2012年7月发现的希格斯玻色子相形见绌。
希格斯玻色子是一个里程碑，但也标志着前进道路的终点。它是粒子物理学标准模型预言的粒子中最后一个被发现的。迄今，标准模型的复杂方程可以在极高的精度上解释每一个实验结果，解释了自然界三种基本作用力——电磁力、弱核力和强核力——的工作机制。但很明显的是，标准模型并不完整。它无法囊括自然界的第四种力——引力，也无法解释希格斯玻色子和其他16种粒子具有的特性，更不用提解释主宰宇宙物质成分的暗物质了。
要超越标准模型，就需要找到一些全新的东西。
因此，大型强子对撞机发现的这个线索让人兴奋，这是它在设计的最大能标上工作的第一年。英国伦敦国王学院的理论家约翰·埃利斯说，自从2011年意大利物理学家宣布中微子超光速以来，他还没有见过类似的东西。
中微子超光速最终被证明是错误地连接实验设备的光缆所致。这样的差错不太可能出现在大型强子对撞机上，但被尚无定论的数据无情地戏弄确实是科学家必须提防的。
通过筛查质子碰撞产生的碎片来确定是否有意想不到的事情发生，是一项极其复杂而琐碎的工作。只有在很长一段时间里很努力地研究数据，你才有可能看到你想要的结果。但是，只有重复观测到同一件事情很多次，才能确定它的真实性。
抛3次硬币，结果都是正面朝上，你会把它归于概率;连续抛5次都是如此，你可能会开始怀疑这枚硬币是不是被做过手脚。要正式宣布一项发现，粒子物理学家的“黄金标准”是这一现象为巧合的概率不得超过1/3500000，这个值相当于连续抛硬币21次正面朝上。
大型强子对撞机发现的异常还没有达到这个地步。这个异常出现在能产生两个高能光子的碰撞中。这种碰撞一般很少会产生高能光子，原因纯粹是这会消耗更多的能量。事实上，随着能量的升高，ATLAS和CMS确实看到由其他已知过程产生的“背景”事件的数目在下降。
但是， 当产生的两个光子的总能量达到750GeV（1GeV=10亿电子伏特）时，这两个探测器发现事件数有微微的上扬。这暗示了什么？粒子都有质量，当它们衰变时，其质量被转换成衰变产物的质量和能量。发现总能量750GeV的双光子数目过多，意味着它们是一种未知粒子的衰变产物，该粒子的质量与这个能量相当。
由计算机绘制的大型强子对撞机CMS探测器中质子--质子碰撞产生的粒子碎片轨迹图。左下和右上的绿色直线为发射出的双光子
衰变成两个光子是非常“干净”的过程——光子比其他粒子更易于探测，而且预期的背景事件率是已知的。在125GeV处出现的类似的轻微上扬，最终被证明是希格斯玻色子暗示存在的第一条线索。这一最新的异常代表着迄今仍有待发现的质量最大的粒子，粗略地估算，其质量是希格斯玻色子的6倍，是铅原子的几乎4倍。
这个信号与希格斯玻色子被确认发现之前6个月出现的异常极其相似。虽然现在还无法计算出一个确切的数字，但综合ATLAS和CMS2015年12月公布的最新结果，这一异常统计涨落的概率约为几百分之一。这相当于连续抛硬币9次或10次都是正面，虽然足以起疑，但还欠说服力。
即便如此，星星之火已经燎原。就在ATLAS和CMS公布这一异常之后不到一周，理论物理学家就在arXiv服务器上发布了100多个可能的解释，而且这个数字至今仍在暴增。在arXiv上，物理学家可以在正式发表前发布自己的论文和数据。
美国加利福尼亚大学伯克利分校的野村保教是最早发表相关文章的人之一。“一般我是不会盯上类似的异常现象的，因为它们绝大多数其实乱七八糟，但这一个相对干净。”他说，“一定程度上，我们有点绝望，因为我们有很多问题需要解决，却没有数据。”
关于这个假想中的粒子，科学家已经知道了一些事情。它不带电荷，自旋——量子力学特性——的范围也受到了限定。光子的自旋为1，任何衰变成两个光子的粒子其自旋不可能为1。此外，它必定还具有整数自旋，因此该粒子的自旋可能为2。于是， 一些理论物理学家认为，它可能是一种引力子——一种假想的传递引力的粒子，其自旋为2。这将是超越标准模型，把引力与其他作用力统一到一起的第一条线索。
大型强子对撞机的两大探测器超环面仪器（ATLAS）和紧凑μ子线圈（CMS）是通过计算衰变成光子的粒子来发现新物理现象的。测量光子是探测新物理现象的较好途径，因为光子比较容易探测，而且物理学家大概知道预期的结果。当粒子衰变成光子时，释放出的能量相当于它们的质量乘以光速的平方。
欧洲核子研究中心的理论粒子物理学家吉安·朱迪切说：“我们谈论的并不是去验证一个既有的理论，而是打开一扇进入另一个未知世界的大门。”
当然，前提是它真的存在。目前，我们只是从大型强子对撞机的碰撞碎片中得到了一些线索。但是，如果这些线索在今后的几周或几个月的时间里逐渐清晰的话，就有可能是一个重磅炸弹。它也许会成为2016年最重大的发现，为对大自然的运转方式的研究揭开新的篇章。
这个希望分别来自大型强子对撞机的两个探测器最新获得的数据。它们各自独立地指出，似乎存在一种粒子，它的质量甚至让2012年7月发现的希格斯玻色子相形见绌。
希格斯玻色子是一个里程碑，但也标志着前进道路的终点。它是粒子物理学标准模型预言的粒子中最后一个被发现的。迄今，标准模型的复杂方程可以在极高的精度上解释每一个实验结果，解释了自然界三种基本作用力——电磁力、弱核力和强核力——的工作机制。但很明显的是，标准模型并不完整。它无法囊括自然界的第四种力——引力，也无法解释希格斯玻色子和其他16种粒子具有的特性，更不用提解释主宰宇宙物质成分的暗物质了。
要超越标准模型，就需要找到一些全新的东西。
因此，大型强子对撞机发现的这个线索让人兴奋，这是它在设计的最大能标上工作的第一年。英国伦敦国王学院的理论家约翰·埃利斯说，自从2011年意大利物理学家宣布中微子超光速以来，他还没有见过类似的东西。
中微子超光速最终被证明是错误地连接实验设备的光缆所致。这样的差错不太可能出现在大型强子对撞机上，但被尚无定论的数据无情地戏弄确实是科学家必须提防的。
通过筛查质子碰撞产生的碎片来确定是否有意想不到的事情发生，是一项极其复杂而琐碎的工作。只有在很长一段时间里很努力地研究数据，你才有可能看到你想要的结果。但是，只有重复观测到同一件事情很多次，才能确定它的真实性。
抛3次硬币，结果都是正面朝上，你会把它归于概率;连续抛5次都是如此，你可能会开始怀疑这枚硬币是不是被做过手脚。要正式宣布一项发现，粒子物理学家的“黄金标准”是这一现象为巧合的概率不得超过1/3500000，这个值相当于连续抛硬币21次正面朝上。
大型强子对撞机发现的异常还没有达到这个地步。这个异常出现在能产生两个高能光子的碰撞中。这种碰撞一般很少会产生高能光子，原因纯粹是这会消耗更多的能量。事实上，随着能量的升高，ATLAS和CMS确实看到由其他已知过程产生的“背景”事件的数目在下降。
但是， 当产生的两个光子的总能量达到750GeV（1GeV=10亿电子伏特）时，这两个探测器发现事件数有微微的上扬。这暗示了什么？粒子都有质量，当它们衰变时，其质量被转换成衰变产物的质量和能量。发现总能量750GeV的双光子数目过多，意味着它们是一种未知粒子的衰变产物，该粒子的质量与这个能量相当。
衰变成两个光子是非常“干净”的过程——光子比其他粒子更易于探测，而且预期的背景事件率是已知的。在125GeV处出现的类似的轻微上扬，最终被证明是希格斯玻色子暗示存在的第一条线索。这一最新的异常代表着迄今仍有待发现的质量最大的粒子，粗略地估算，其质量是希格斯玻色子的6倍，是铅原子的几乎4倍。
这个信号与希格斯玻色子被确认发现之前6个月出现的异常极其相似。虽然现在还无法计算出一个确切的数字，但综合ATLAS和CMS2015年12月公布的最新结果，这一异常统计涨落的概率约为几百分之一。这相当于连续抛硬币9次或10次都是正面，虽然足以起疑，但还欠说服力。
即便如此，星星之火已经燎原。就在ATLAS和CMS公布这一异常之后不到一周，理论物理学家就在arXiv服务器上发布了100多个可能的解释，而且这个数字至今仍在暴增。在arXiv上，物理学家可以在正式发表前发布自己的论文和数据。
美国加利福尼亚大学伯克利分校的野村保教是最早发表相关文章的人之一。“一般我是不会盯上类似的异常现象的，因为它们绝大多数其实乱七八糟，但这一个相对干净。”他说，“一定程度上，我们有点绝望，因为我们有很多问题需要解决，却没有数据。”
关于这个假想中的粒子，科学家已经知道了一些事情。它不带电荷，自旋——量子力学特性——的范围也受到了限定。光子的自旋为1，任何衰变成两个光子的粒子其自旋不可能为1。此外，它必定还具有整数自旋，因此该粒子的自旋可能为2。于是， 一些理论物理学家认为，它可能是一种引力子——一种假想的传递引力的粒子，其自旋为2。这将是超越标准模型，把引力与其他作用力统一到一起的第一条线索。