在2012年6月15日下午，同事郭家銘寄來一封電子郵件，揭開了我研究生涯中最激動的兩周。郭家銘的郵件內(nèi)容僅有短短的三行，說“盒子已經(jīng)打開，125GeV處確有信號。”最后，他又加了一句，要我絕對保密。郵件內(nèi)容雖然簡單，但對一個(gè)從事量子物理實(shí)驗(yàn)30年的人來說，卻是驚心動魄的。

所謂“盒子打開”，是數(shù)據(jù)分析的一個(gè)手法，目的在于避免研究人員看到未成熟的結(jié)果，有了預(yù)期心理，而開發(fā)出帶有偏見的分析方法。所以在數(shù)據(jù)分析的初期，不準(zhǔn)大家提早做出最后的結(jié)果，直到分析方法都完善了，不再更動，才“打開盒子”，看結(jié)果如何。

6月15日是預(yù)定打開希格斯粒子盒子的日子，郭家銘的郵件說的就是尋找希格斯粒子已有結(jié)果。我馬上想到的是，希格斯粒子終于露出狐貍尾巴，標(biāo)準(zhǔn)模型再也不是一個(gè)不完整的理論了，大筆的投資也不再是無意義的浪費(fèi)。我內(nèi)心興奮之余，也立刻浮現(xiàn)無數(shù)的疑問，過去幾次傳出希格斯粒子的消息，后來都證實(shí)是由于統(tǒng)計(jì)漲落，甚至是分析方法錯(cuò)誤造成的，這次是否又重演類似的結(jié)果？這個(gè)問題是所有物理學(xué)家都縈繞在心頭的。

對于從事量子物理實(shí)驗(yàn)的科學(xué)家來說，尋找希格斯粒子可說是過去20年來整個(gè)加速器實(shí)驗(yàn)發(fā)展的主要動力。自從大型電子正子對撞機(jī)（LEP）測量了Z玻色子和W玻色子的質(zhì)量與特性后，標(biāo)準(zhǔn)模型所描述的粒子世界只剩下希格斯粒子還被包圍在種種未解謎團(tuán)之中。其間雖然有頂夸克和γ微中子的發(fā)現(xiàn)，對我而言都遠(yuǎn)比不上希格斯粒子重要，主要原因是這兩個(gè)粒子是所謂的序列粒子，同一序列的其他粒子早就被發(fā)現(xiàn)了，因此大多數(shù)物理學(xué)家相信發(fā)現(xiàn)它們只是早晚的事。反觀希格斯粒子是唯一自旋為零的基本粒子，又關(guān)系到最神秘的“質(zhì)量”來源，理論的不確定性很大。標(biāo)準(zhǔn)模型對希格斯粒子的描述斧鑿痕跡很重，不像其他部分那么渾然天成。我們相信一定存在著某種機(jī)制來解決質(zhì)量的問題，但不能確定大自然是否選擇希格斯、翁勒與布饒?zhí)氐热嗽?5年前所提的方案。

LHC和之前的探測器，在設(shè)計(jì)之初就把偵測希格斯粒子當(dāng)做第一要務(wù)。理論學(xué)家告訴我們，希格斯粒子的動能應(yīng)該小于1兆電子伏特，否則標(biāo)準(zhǔn)模型無法自圓其說。換句話說，在1兆電子伏特以下找不到希格斯粒子，就該發(fā)現(xiàn)我們沒有想到的其他新現(xiàn)象。因此，LHC的對撞能量設(shè)定在14兆電子伏特，足以產(chǎn)生1兆電子伏特的希格斯粒子，而偵測器設(shè)計(jì)也針對它的各種衰變模式量身打造。

CMS偵測器實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)還建造了前置簇射探測器，它是專門針對希格斯粒子衰變成兩個(gè)高能光子的模式設(shè)計(jì)的。同時(shí)，LHC的物理分析也一直以搜尋希格斯粒子的能力為主要的優(yōu)化指標(biāo)。在LHC開始運(yùn)轉(zhuǎn)前，我們早就根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模型，把各種可能的衰變模式通過仿真軟件仔細(xì)研究，針對不同的質(zhì)量找出了最適宜的分析方案。

另外，理論學(xué)家也提出不少非標(biāo)準(zhǔn)的希格斯粒子，他們預(yù)測了很不同的衰變模式和產(chǎn)生機(jī)率，我們也都一一模擬。我想總有上百種衰變模式和分析方法被仔細(xì)研究過，這大概是未發(fā)現(xiàn)前被研究得最透徹的一個(gè)粒子了。這次的發(fā)現(xiàn)相當(dāng)符合先前的預(yù)期，許多實(shí)驗(yàn)同仁不免慨嘆，自然界竟然沒有給我們?nèi)魏误@奇，一切按照理論學(xué)家的預(yù)期進(jìn)行，實(shí)在有點(diǎn)“反高潮”。不過這還言之過早，要確定這個(gè)新粒子的一切吻合希格斯的預(yù)測，我們還有很長的路要走。