經過十年的測量和另一個十年的細緻分析，科學家們近日宣佈，一種基本粒子——W玻色子——的質量比理論給出的要大得多，這動搖了現代物理學的根基。
現代物理學以粒子物理學的標準模型為基，這是科學家們描述宇宙最基本組成部分以及支配它們的力量的最佳理論。
W玻色子支配着所謂的弱力，這是自然界的四種基本力之一，因此是標準模型的支柱。
然而，發表在Science上的報告表明，對 W玻色子進行的最精確測量直接與模型的預測相矛盾。
領導這項研究的杜克大學物理學家 Ashutosh Kotwal告訴法新社，該結果花費了400多名科學家在10年內從「大約450萬億次碰撞的數據集」中仔細檢查了400萬個 W玻色子候選者。
這些碰撞——通過以令人難以置信的速度將粒子粉碎在一起——由美國伊利諾伊州的 Tevatron對撞機完成。
近400位作者署名
它一度是世界上能量最高的粒子加速器，直到2009年被日內瓦附近的大型強子對撞機所取代，後者以觀測到希格斯玻色子而聞名。
Tevatron於2011年停止運行，但費米實驗室(CDF)對撞機探測器的科學家從那時起一直在處理歷史數據。
地基上的裂痕
在大型強子對撞機工作的劍橋大學粒子物理學家Harry Cliff說，標準模型「可能是有史以來最成功的科學理論。它可以做出非常精確的預測。」但如果有預測被證明是錯誤的，則不能僅僅調整模型。
「裏面的結構互相牽扯，你改動幾處，最終都會崩潰。」
標準模型並非完美。
例如，它不考慮暗物質，暗物質與暗能量一起被認為構成了宇宙的95%的質量。它還說，宇宙本來就不應該存在，因為大爆炸之後，物質應該再次湮滅。
但之前，我們缺少線索去尋找一個優於標準模型的理論。因為，即便不夠完美，它自身也非常圓融，以人類當前的認知，近乎無懈可擊。結果現在，它終於露出了破綻。
法國 CNRS研究所的物理學家兼研究主任Jan Stark表示，「這要麼是一項重大發現，要麼是數據分析的那幫人犯了錯。」並預測「未來幾年將進行相當激烈的討論」。
他告訴法新社，「非凡的主張需要非凡的證據。」
CDF的科學家們表示，他們已經以0.01%的精度確定了 W玻色子的質量——精度是之前的兩倍。
他們發現玻色子與標準模型的預測相差七個標準差。
Cliff說，如果你在擲硬幣，「靠運氣獲得5 sigma結果的機會是百萬分之一」。
「如果這是真的，而不是對如何計算存在的系統性誤差，那麼這將是一件大事，因為這意味着我們的宇宙中存在一種我們以前從未發現的新的基本成分。但是，如果說的是已經打破了標準模型那麼大的事情，要讓人們相信你，可能還需要不止一次的測量。」
CDF的聯合發言人David Toback呼籲：「需要理論物理學界和其他實驗來跟進，揭開謎團。」
經過十年的測量，Kotwal還沒有完全成功。
「我們追蹤線索，不遺餘力，所以我們會弄清楚這意味着什麼。」
