在粒子物理学中，数据长出了产生它的探测器。十年前，Fermilab（CDF）的4,100公吨碰撞器探测器达到了它的寿命结束并被关闭，剥去其部件以用于其他实验。现在对旧的CDF数据进行了新的分析，在基本粒子，W玻色子的质量下出土了令人惊叹的差异，这可能指出新的颗粒和颗粒和相互作用的方式。

W玻色子巨大，比质子重约80倍。至关重要的是，W玻色子负责某些形式的放射性腐烂，允许中子转化为质子。Because its mass is constrained by (and itself constrains) many other particles and parameters within the Standard Model—particle physicists’ theory of fundamental particles and how they behave—the W boson has become a target for researchers seeking to understand where and how their best theories fail.

虽然物理学家长期以来，但是，既然玻色子的近似质量，他们仍然不完全不知道。然而，将数据堵塞到标准模型框架中预测所谓的W质量应为80,357兆电子 - 伏（MEV），加上6MeV。（一个MEV大约是单个电子中包含的质量能量的两倍。）但在周四发布的新分析中科学，CDF协作的物理学家已经发现W玻色子质量为80,433.5±9.4 meV。新的测量比以前所有的测量更精确的比例，比标准模型的预测高近77MeV。虽然这些数字在1,000中只有大约一部分，但每个数量的不确定性是如此小心，即使这种小的分歧也是巨大的统计显着性 - 这是通过纯粹的机会产生的幻觉是非常不可能的。似乎研究的W博斯森似乎仍然拥有大量关于解封世界的工作的秘密 - 或者至少关于我们如何调查它。令人惊讶的是，粒子物理学家只开始抓住含义。

“没有人在等待这种差异，”日内瓦附近的核心秘书处的实验物理学家Martijn Mulders说，他没有参与新的研究，而是共同编写了一份随附的评论科学。“这非常出乎意料。你几乎觉得被背叛，因为突然间却避开了一个真正支持粒子物理结构的腿之一。“

寻求夸克

这是一个粗略测量W玻色子群，1990年允许物理学家以合理的准确度预测顶部夸克的质量第一次观察到粒子前五年。然后，研究人员使用了W Boson Mass和Top Quark Mass类似的预测HIGGS BOSON-哪一个2012年令人瞩目。最近，物理学家制定这种测量的重点在于精炼标准模型的核心竞争力以及更多关于探测其失败 - 例如，它不包括重力，暗物质，中微子群或许多其他麻烦的现象。物理学家说，在标准模型破裂或以其他方式偏离观测的地方，是寻找“新物理学”的最佳方式之一，他们的捕获术语是寻找额外的，可能更多的宇宙构建块。直到CDF结果，其中一些标准模型包含最有前途的差异在Muon G-2实验中调查了异常在Fermilab和LHCB的结果（大强子撞机美容）在核心的实验。

小异常是一毛，大多数是由典型的粒子物理实验产生的真正巨大的亚杀菌事件产生的统计波动。在这种情况下，那些异常消失截至收集甚至更大的数据。然而，这种最新的异常似乎更有前途，因为已经如此预先存在的高质量信息，关于W玻色子的质量，粒子质量的理论预测具有非常低的不确定性。而且，也许最重要的是，CDF协作非常谨慎。该实验是“盲目的”，以尽量减少人类偏见的风险，这意味着分析其数据的物理学家在黑暗中保持其结果，直到他们的工作完成。该研究的相应作者Ashutosh Kotwal表示，当CDF对W群众的群体成员展示给群体成员时，“这是一个令人惊叹的沉默。”“实现那些未结合的数字意味着什么 - 当然是纯金。”

从那时起，结果已经经历了多次进一步的同伴审查 - 但只有保证物理学家已经完成了他们的作业，而不是他们找到了新物理学。

挖掘数据

为了测量W玻色子的质量，必须首先构建粒子撞机。从1983年到2011年开始的Tevatron是一个3.9英里（6.3公里）的循环，其中质子撞到了Antiprotons，在大约两个Tera-volts（Tev） - 玻色子的质量大约25倍。CDF实验，位于循环，从2002年在这些碰撞中寻求W玻色子的迹象，直到Tevatron关闭。

但是一个人不能只是观察一个w boson;它在其他颗粒中衰减太快地注册到任何探测器中。相反，物理学家必须通过研究这些腐烂产品的主要电子和μONs来推动其存在和物业。仔细计数，CDF团队在实验数据中发现了大约四百万的事件，其归因于W Boson Decay。通过这些事件的电子和μONs测量CDF探测器中沉积的能量，物理学家向后工作，以弄清楚最初的能量或大量的能量或质量。

Kotwal说，这项工作需要十年，因为数据中的数据众多不确定性。为了达到前所未有的精度水平 - 两倍于作为先前的W玻色子质量的最佳单一实验测量，这是由地图集协作制作的最佳单一实验测量 - CDF团队二次数据集并使用新技术。其中包括建模质子和反罗本碰撞，并对退役的探测器的操作怪癖进行新的，更彻底的检查 - 即使使用旧的宇宙射线数据也将其布局映射到微米。

这足以将研究人员的异常结果提升到统计学意义的显着高度：近七西格玛，在统计的统计中。七西格玛意味着，如果没有新的物理影响W玻色子，则至少在观察到的那样差异，实验每800亿次仍然可能从纯机会产生一次。Even in the world of particle physics, where astronomical numbers are the norm, this almost seems like overkill: the field’s “gold standard” threshold for statistical significance is only five sigma, which corresponds to a given effect appearing through chance once every 3.5 million runs. Crucially, the seven-sigma value of the CDF team’s new measurement does不是意味着结果有99.999999999％的新物理的机会。它甚至没有意味着W质量的其他测量是错误的。相反，七秒形结果意味着无论CDF协作都看到什么都不是偶然的。这是一个进一步调查的呼吁，而不是结论。

侦探工作

为了确定异常的来源，需要来自其他实验的粗化。“这是一个非常壮观的结果，”Guillaume Unal说，阿特拉斯的物理协调员，没有参与新研究。“这是一个非常复杂和充满挑战的测量，它也是一个非常重要的是真正探讨了良好准确性的标准模型。”阿特拉斯目前正在努力改善其对W质量的衡量，UNAL表示，使用来自2018年的第二手第二次运行的数据，可以允许他们接近CDF的精确度。

与此同时，理论家将突袭这一新结果，以产生Myriad可能的解释。虽然LHC已经排除了超对称（SUSY）-A的许多序列，但是一组理论，初学粒子有“超级颗粒”合作伙伴 - 一个罪魁祸首转移W玻色子的质量如此略微略微是相对轻微的超对对称颗粒的队列。

“当然，[LHC约束]变得越来越严格，”波兰科氏科学院的尼古拉哥白尼天文中心的理论物理学家，纳米马拉查克拉布蒂说，该科学院的理论物理学家不是CDF协作的一部分。“但仍然可以找到允许的Susy参数空间的区域。”

在建议新侵犯者的时候，在大规模的大修后，LHC正在准备在大规模的大修后发起另一个碰撞运动，这是一个七秒钟级异常，探测器被蚕食的长期实验可能看起来很奇怪。

但合作继续满足评估和改进实验的果实。“侦探工作本身就是让我们走的是什么，”Kotwal说。“线索都在那里....这就像夏洛克福尔摩斯一样。这个人可能已经消失了，但足迹仍然存在。“