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By Lin Edwards, June 16, 2010
(PhysOrg.com) -- 美國最近的研究指出，理論中的希格斯玻色子（Higgs boson）也許有五種版本。
Higgs 被諾貝爾桂冠 Leon Lederman 稱為「上帝粒子」，這是因為它的發現能統一我們對於宇宙的理解，並幫助我們「認識上帝之心（know the mind of God）」。
Higgs 對於受到大家公認的物理理論 -- 稱為「標準模型（Standard Model）」 -- 至為重要，那在 1970 年代被發展出來以整合那時對「各種次原子粒子間之交互作用」所知道的每件事。Higgs boson 被視為調停某種力（譯註：希格斯場）的次原子粒子，其他次原子粒子均藉此獲得其質量。
科學家試圖尋找 Higgs boson 已超過五十年了，不過到目前為止都失敗收場。現在理論物理學家 Adam Martin 及其在 Fermilab Tevatron 粒子加速器（靠近美國 Illinois 州的芝加哥），分析來自 DZero 實驗的結果，並指出 Higgs boson 也許有多重版本。
DZero 實驗設置並觀察質子與反質子的碰撞，而且被設計用來檢查「為何這個世界由一般的物質而非其相對物︰反物質，所組成」的原由。他們發現對撞結果導致介子（muons）對比反介子粒子更常見百分之一（譯註：見相關報導）。這種不對稱能解釋為何物質能凌駕於反物質，而非彼此兩相消滅。
這種稱為 CP 違逆（CP violation，荷--宇稱違逆）的效應之前曾被見過，不過與 DZero 所見到的等級並不相同，而且在這項最新結果中所發現的不對稱程度已經大過標準模型所能夠解釋的範疇。研究者表示，這些結果或能以「存有五種質量相似的 Higgs boson 粒子」來解釋。這五種 Higgs boson 中有一種具負電荷，一種是負的，另外三種為中性。這個理論被稱為two-Higgs doublet model（雙希格斯成對物模型）。
這種 two-Higgs doublet model 是這些結果唯一可能的解釋，不過 Dr Martin 表示，把新效應裝上標準模型而不擾亂它與其他試驗的合稱很困難。標準模型僅能容納一個 Higgs doublet（希格斯成對物），而且雖然科學家認為 Higgs 是單一粒子，不過 Dr Martin 卻表示：它「實際上是四個成一體出現」。因為「其他」三種 Higgs boson 被視為 W 與 Z 玻色子，所以只有一種被看見。增加另一個 Higgs doublet 就等於增加其他四個額外的粒子。
許多物理學家開始將標準模型視為未完成的，因為它無法解釋重力或描述暗物質。標準模型的一種延伸 -- 稱為「超對稱（supersymmetry）」 -- 指出，每種粒子都有一個更巨大的「影子」伴粒子（partner particle），輕易讓已知粒子的數量加倍。這種方案能容納 two-Higgs doublet model。到目前為止，尚無實驗證據發現「影子」粒子的存在。
尋找 Higgs boson 是靠近瑞士日內瓦之 Large Hadron Collider (LHC) 的主要目標之一。這項設施 -- 世上最大的粒子加速器 -- 也可能找到超對稱的實驗性證據。這項美國研究的結果發表在 arXiv.org 上。
※ 相關報導：
＊ CP violation in B_s mixing from heavy Higgs exchange
http://arxiv.org/abs/1005.4238
Bogdan A. Dobrescu, Patrick J. Fox, Adam Martin＊ extra Z-bosons 與可能的第五種自然基本力
arXiv:1005.4238v2 [hep-ph]
＊ 科學家發現物質／反物質不對稱的明顯證據
＊ RHIC 夸克湯中對稱遭破壞的「泡沫」
＊ 研究發現為何固體中的原子偏好某些結構
＊ 在強磁下超冷電子的奇特對稱（E8）
＊ 量子波動為超導體中的關鍵
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