研究人員發現了一種新的粒子，它是希格斯玻色子的一個磁性親戚。希格斯玻色子的發現需要大型強子對撞機（LHC）巨大的粒子加速能力，而這種從未見過的粒子 - 被稱為軸向希格斯玻色子是通過一個可以放在台麵上的實驗發現的。

希格斯玻色子的這個磁性表親--負責賦予其他粒子質量的粒子還可能是暗物質的一個候選者，暗物質占宇宙總質量的85%t
，但從來沒有現身過，隻通過引力暗示自己存在。

"當我的學生給我看這些數據時
，我想她一定是錯了，"波士頓學院物理學教授、作出這一發現的團隊的首席研究員肯尼斯-伯奇告訴《生活科學》。"你不是每天都能找到一種坐在桌麵上就能夠發現的新粒子。"

軸向希格斯玻色子與希格斯玻色子不同
，後者在十年前的2012年首次被LHC的ATLAS和CMS探測器探測到，因為它有一個磁矩，一個產生磁場的磁力或方向。因此，它需要一個更複雜的理論來描述它

，而不是其非磁性質量的"親屬"。

在zai粒li子zi物wu理li學xue的de標biao準zhun模mo型xing中zhong，粒li子zi從cong滲shen透tou到dao宇yu宙zhou的de不bu同tong領ling域yu中zhong出chu現xian，其qi中zhong一yi些xie粒li子zi塑su造zao了le宇yu宙zhou的de基ji本ben力li量liang。例li如ru
，光guang子zi介jie導dao電dian磁ci學xue，被bei稱cheng為weiW和Z玻bo色se子zi的de巨ju大da粒li子zi介jie導dao弱ruo核he力li，它ta在zai亞ya原yuan子zi水shui平ping上shang支zhi配pei著zhe核he衰shuai變bian。然ran而er，當dang宇yu宙zhou年nian輕qing和he炎yan熱re時shi，電dian磁ci學xue和he弱ruo力li可ke以yi被bei看kan成cheng是shi同tong一yi種zhong東dong西xi，因yin為wei所suo有you這zhe些xie粒li子zi幾ji乎hu都dou是shi相xiang同tong的de。隨sui著zhe宇yu宙zhou的de冷leng卻que
，弱ruo電dian分fen裂lie
，導dao致zhiW和Z玻色子獲得了質量

，並且與光子的行為非常不同，物理學家將這一過程稱為"對稱性破壞"。但是，這些以弱力為媒介的粒子究竟是如何變得如此沉重的呢

？

事實證明
，這些粒子與一個單獨的場相互作用
，被稱為希格斯場。該場的擾動產生了希格斯玻色子，並使W和Z玻色子獲得了重量。

"希格斯玻色子是在自然界中產生的，隻要這種對稱性被打破。"伯奇說："然而
，通常一次隻有一個對稱性被打破，因此希格斯隻是由其能量來描述。"

軸向希格斯玻色子背後的理論則更為複雜。

"在軸向希格斯玻色子的境況下
，似乎多個對稱性被一起打破，導致理論的新形式和希格斯模式(像希格斯場這樣的量子場的特定振蕩)

，需要多個參數來描述它：具體而言是能量和磁動量
，"伯奇說。

伯奇與同事在周三（6月8日）發表在《自然》雜誌上的一項研究中描述了新的磁性"希格斯表親"
，他(ta)解(jie)釋(shi)說(shuo)
，原(yuan)始(shi)的(de)希(xi)格(ge)斯(si)玻(bo)色(se)子(zi)並(bing)不(bu)直(zhi)接(jie)與(yu)光(guang)耦(ou)合(he)
，這(zhe)意(yi)味(wei)著(zhe)它(ta)必(bi)須(xu)通(tong)過(guo)用(yong)巨(ju)大(da)的(de)磁(ci)鐵(tie)和(he)高(gao)功(gong)率(lv)激(ji)光(guang)器(qi)將(jiang)其(qi)他(ta)粒(li)子(zi)粉(fen)碎(sui)，同(tong)時(shi)將(jiang)樣(yang)品(pin)冷(leng)卻(que)到(dao)極(ji)低(di)的(de)溫(wen)度(du)來(lai)創(chuang)造(zao)。正(zheng)是(shi)這(zhe)些(xie)原(yuan)始(shi)粒(li)子(zi)衰(shuai)變(bian)成(cheng)其(qi)他(ta)粒(li)子(zi)的(de)過(guo)程(cheng)中(zhong)，突(tu)然(ran)出(chu)現(xian)了(le)希(xi)格(ge)斯(si)粒(li)子(zi)

，從(cong)而(er)揭(jie)示(shi)了(le)它(ta)的(de)存(cun)在(zai)。

另ling一yi方fang麵mian，當dang室shi溫wen量liang子zi材cai料liao模mo仿fang一yi組zu特te定ding的de振zhen蕩dang，稱cheng為wei軸zhou向xiang希xi格ge斯si模mo式shi時shi
，產chan生sheng了le軸zhou向xiang希xi格ge斯si玻bo色se子zi。研yan究jiu人ren員yuan隨sui後hou利li用yong光guang的de散san射she來lai觀guan察cha該gai粒li子zi。

"我們使用一個桌麵光學實驗發現了軸向希格斯玻色子
，該實驗位於一個大約1 x 1米的桌子上，通過聚焦於一種具有獨特屬性組合的材料，"伯奇繼續說道。"具體來說
，我們使用了稀土三碲化物（RTe3）(一種具有高度2D晶體結構的量子材料)。RTe3中的電子自組織成一種波

，其中電荷的密度周期性地增強或減少"。

這些在室溫以上出現的電荷密度波的大小可以隨著時間的推移被調製
，產生軸向希格斯模式。

在新的研究中
，該團隊通過向RTe3晶jing體ti發fa送song一yi種zhong顏yan色se的de激ji光guang來lai創chuang造zao軸zhou向xiang希xi格ge斯si模mo式shi。在zai一yi個ge被bei稱cheng為wei拉la曼man散san射she的de過guo程cheng中zhong，光guang線xian散san射she並bing變bian成cheng了le一yi種zhong頻pin率lv較jiao低di的de顏yan色se，而er在zai顏yan色se變bian化hua過guo程cheng中zhong損sun失shi的de能neng量liang產chan生sheng了le軸zhou向xiang希xi格ge斯si模mo式shi。研yan究jiu小xiao組zu隨sui後hou旋xuan轉zhuan了le晶jing體ti
，發fa現xian軸zhou向xiang希xi格ge斯si模mo式shi也ye控kong製zhi了le電dian子zi的de角jiao動dong量liang
，或huo者zhe它ta們men在zai材cai料liao中zhong的de圓yuan周zhou運yun動dong速su度du，這zhe意yi味wei著zhe這zhe種zhong模mo式shi也ye必bi須xu具ju有you磁ci性xing。

"最初我們隻是在研究這種材料的光散射特性。當仔細檢查反應的對稱性時--當我們旋轉樣品時它是如何不同的--我們發現了異常的變化，這是新事物的最初暗示
，"伯奇解釋說。"因此，它是第一個被發現的此類磁性希格斯，並表明RTe3中電子的集體行為不同於以前在自然界中看到的任何狀態。"

粒li子zi物wu理li學xue家jia以yi前qian曾zeng預yu測ce過guo一yi種zhong軸zhou向xiang希xi格ge斯si模mo式shi，甚shen至zhi用yong它ta來lai解jie釋shi暗an物wu質zhi，但dan這zhe是shi第di一yi次ci觀guan察cha到dao它ta。這zhe也ye是shi科ke學xue家jia們men第di一yi次ci觀guan察cha到dao一yi個ge具ju有you多duo個ge破po缺que對dui稱cheng性xing的de狀zhuang態tai。

dangyigezaisuoyoufangxiangkanqilaidouyiyangdeduichengxitongbiandebuduichengshi，jiuhuifashengduichengxingpohuai。elegangdaxuejianyijiangqishiweixiangyimeixuanzhuandeyingbi，tayouliangzhongkenengdezhuangtai。yingbizuizhonghuiluodaotadezhengmianhefanmian
，congershifangchunengliangbingbiandebuduicheng。

這zhe種zhong雙shuang重zhong對dui稱cheng性xing的de破po壞huai仍reng然ran與yu當dang前qian的de物wu理li學xue理li論lun相xiang吻wen合he，這zhe一yi事shi實shi令ling人ren振zhen奮fen

，因yin為wei它ta可ke能neng是shi一yi種zhong創chuang造zao迄qi今jin未wei見jian的de粒li子zi的de方fang式shi，可ke以yi被bei用yong來lai解jie釋shi暗an物wu質zhi。

伯奇說："基(ji)本(ben)的(de)想(xiang)法(fa)是(shi)
，為(wei)了(le)解(jie)釋(shi)暗(an)物(wu)質(zhi)，你(ni)需(xu)要(yao)一(yi)個(ge)與(yu)現(xian)有(you)粒(li)子(zi)實(shi)驗(yan)相(xiang)一(yi)致(zhi)的(de)理(li)論(lun)，但(dan)產(chan)生(sheng)尚(shang)未(wei)被(bei)看(kan)到(dao)的(de)新(xin)粒(li)子(zi)。通(tong)過(guo)軸(zhou)向(xiang)希(xi)格(ge)斯(si)模(mo)式(shi)添(tian)加(jia)這(zhe)種(zhong)額(e)外(wai)的(de)對(dui)稱(cheng)性(xing)破(po)壞(huai)是(shi)實(shi)現(xian)這(zhe)一(yi)目(mu)標(biao)的(de)一(yi)種(zhong)方(fang)式(shi)。"伯bo奇qi說shuo，盡jin管guan物wu理li學xue家jia已yi經jing預yu測ce到dao了le，但dan對dui軸zhou向xiang希xi格ge斯si玻bo色se子zi的de觀guan察cha對dui該gai團tuan隊dui來lai說shuo是shi一yi個ge驚jing喜xi，他ta們men花hua了le一yi年nian時shi間jian試shi圖tu驗yan證zheng他ta們men的de結jie果guo。