科學家怎麼知道2012年歐洲核子中心找到的粒子是希格斯粒子？

01-16

粒子上又沒寫名字。還是說質量對上了？

粒子的內稟性質有：質量，電荷，自旋，CP性質；其相互作用性質有：產生道的截面，衰變道的分支比，如此等等。

標準模型預言希格斯粒子是一個中性、自旋為0、CP為++的粒子，其與W、Z粒子及有質量的費米子均有直接相互作用，相互作用強度正比於該粒子的質量（因此希格斯粒子與基本粒子的質量起源有關）。但是原則上希格斯粒子的質量是自由參數，只能由實驗測定而不能理論預言，所以題主所問的【質量對上了嗎】不是直接判據（但是是間接判據，因為希格斯粒子的質量可以貢獻到一些過程的高階修正中去，我們可以通過其他過程間接地限制希格斯質量可以出現的區間）。

我們是從雙光子末態找到希格斯粒子的，就是說新粒子可以衰變為兩個光子。我們知道光子不帶電，因此從電荷守恆知道該粒子不帶電。此外，由於末態是兩個玻色子，我們也知道新粒子必定是個玻色子。

我們有一個稱為朗道-楊定理的結論，說自旋為1的粒子不能衰變到兩個光子，因此新粒子的自旋只可能是0，2，3……。

接下來我們測量了新粒子衰變到WW、ZZ的截面及角分布並做了擬合，發現一切都與【自旋為0的CP++粒子】符合得很好。我們還盡量精確地測量了新粒子到bb、mumu、tautau的末態以及新粒子與tt的聯合產生，發現也與標準模型的假定符合得很好。

因此我們得出結論：這個新粒子非常非常非常可能是標準模型所預言的希格斯粒子。

再做少許補充。

2012年，兩個實驗組的結論是「發現了一個新的標量粒子」，這一標量粒子的性質和Higgs粒子高度符合。

物理學家們是非常謹慎的。

隨後，隨著更多的數據和進一步的分析，2013年CERN發布了聲明。

wiki:Higgs boson - Wikipedia

On 14 March 2013 CERN confirmed that:
"CMS and ATLAS have compared a number of options for the spin-parity of this particle, and these all prefer no spin and even parity [two fundamental criteria of a Higgs boson consistent with the Standard Model]. This, coupled with the measured interactions of the new particle with other particles, strongly indicates that it is a Higgs boson."

原文用的是indicates. 如果細究起來這裡面也還有一些文章可做。對於公眾而言，可以說學術共同體已經達成了一致，證實了這個125GeV的標量粒子確實是希格斯粒子。

(引申閱讀:125GeV是希格斯粒子，不代表沒有希格斯粒子只有這一個。)

如果還想進一步擴充，可以參考PDG2014里的rpp2014-rev-higgs-boson.

觀察衰變產物。理論並沒有給出higgs的確切質量