现代物理学对宇宙是如何运作的了解甚多，从大尺度的星系到无极小的夸克和胶子。尽管如此，一些重大谜团的答案，如暗物质的性质和重力的起源，仍然是遥不可及的。
加州理工学院的物理学家和他们的同事使用的大型强子对撞机(LHC)在日内瓦的欧洲核研究组织(CERN),瑞士,存在的最大和最强大的粒子加速器,和它的紧凑型μ介子电磁(CMS)实验有了新的观察非常罕见的事件,可以帮助把物理学超出目前的对世界的理解。
新的观测包括同时产生三个W或Z玻色子，即亚原子"介质粒子6035，它携带弱力(四种已知基本力之一)，这是导致放射性现象的原因，也是太阳热核过程的基本成分。
玻色子是一种包含光子的粒子，光子构成光;被认为是赋予物质质量的希格斯玻色子;还有胶子，它把原子核结合在一起。W玻色子和Z玻色子的相似之处在于它们都携带弱力，但不同之处在于Z玻色子不带电荷。这些玻色子以及其他亚原子粒子，如胶子和中微子的存在，可以用所谓的粒子物理学标准模型来解释。
加州理工学院的研究生Zhicai张(女士& # x27; 18),高能物理研究小组的成员由哈维·纽曼,马文l . Goldberger物理学教授和玛丽亚Spiropulu,商毅的ch # x27;物理学教授,是主要的贡献者之一新观察,与其他团队成员一起工作。
当被加速到接近光速的高能质子在大型强子对撞机的环形轨道上的几个点上发生正面碰撞时，就会产生玻色子三重奏。当两个质子碰撞时，质子中的夸克和胶子被迫分开，这时W玻色子和Z玻色子就会出现;在非常罕见的情况下，它们以三胞胎的形式出现:WWW、WWZ、WZZ和ZZZ。纽曼说，这种W和Z玻色子的三胞胎只在10万亿次质子对撞中产生一次。这些事件是用CMS记录的，CMS围绕着lhc路径上的一个碰撞点。张说，这些事件比发现希格斯玻色子的事件少50倍。
"纽曼说:“随着大型强子对撞机产生了大量的碰撞，我们可以看到非常罕见的东西，比如玻色子的产生。”
W和Z玻色子有可能自相互作用，使得W和Z玻色子产生更多的W和Z玻色子;这些可能会以带有两到三个大质量玻色子的事件来显化自己。不过，这种产生是罕见的，所以产生的玻色子越多，产生的频率就越低。两个大质量玻色子的产生已经在大型强子对撞机上被很好地观察和测量过。
纽曼说，创造这些玻色子并不是实验的具体目标。通过收集足够的数据，包括许多玻色子三胞胎事件和其他罕见事件，研究人员将能够越来越精确地测试标准模型的预测，并最终可能发现并能够研究它之外的新相互作用。
通过观察星系的旋转和分布，我们知道一定有暗物质在发挥它的引力影响，但是暗物质不符合标准模型。它没有容纳黑暗粒子的空间，也不包括引力，而且它在大爆炸后最初时刻的能量尺度上根本无法正常工作。我们知道有一个比标准模型更基本的尚未被发现的理论，" Newman说。
计划在2021-24年进行的下一个为期三年的试验已经准备就绪。在运行结束时，将对设备进行升级，使其数据收集能力提高30倍。还有很多未实现的潜力。我们已经收集到的大量数据只占我们预计在CMS和LHC进行重大升级后收集数据的一小部分。LHC计划从2027年开始运行10年的高亮度LHC。他说，我们这个30年的物理项目"才刚刚开始。
可以在http://cds.cern.ch/record/2714899上找到一篇描述他们发现的论文，题为《":在√s = 13 TeV的质子-质子碰撞中轻子终态中重玻色子产生的观察》。这是紧凑介子螺线管研究人员发表的第1000篇论文。
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