底夸克实验探测器全景。
图片来源：欧洲核子研究中心官网
科技日报讯 （记者刘霞）大型强子对撞机（LHC）底夸克实验合作组报告了首个Z玻色子质量测试结果：911.842亿电子伏特，测量精度达到0.1%（不确定度仅950万电子伏特）。这是LHC在精密物理研究领域作出的又一贡献。相关论文已经提交《物理评论快报》杂志。
Z玻色子是负责传递自然界基本力之一——弱核力的基本粒子，属于已知最重的基本粒子之一。1983年，科学家首次发现了Z玻色子和W玻色子，相关研究人员因此荣膺1984年诺贝尔物理学奖。精确测量W玻色子的质量对于进一步测试标准模型，探索新物理学至关重要。
在最新研究中，实验合作组利用2016年大型强子对撞机第二轮运行期间记录的质子—质子对撞数据，通过分析17.4万个衰变为缪子（电子更重的“近亲”）对的Z玻色子样本，测得Z玻色子质量为911.842亿电子伏特。这一结果不仅与LHC的“前辈”——大型正负电子对撞机和美国费米实验室对撞机探测器实验的测量值高度吻合，而且与标准模型预测的精度相匹配。
值得注意的是，尽管质子—质子对撞过程会产生大量伴生粒子，LHC仍实现了如此精密的测量。这一突破性进展为后续在LHC及其升级版——“高亮度大型强子对撞机”上开展更精确的Z玻色子研究奠定了基础。