《科学》杂志爆出物理学界最近几十年最大进展，粒子物理的大厦真要“塌房”了？( 二 ) 本文转自：中科院中国科普博

最终，科学家们通过将组成物质的粒子细分，以及寻找作用力间负责力传递的各种粒子，获得了一个由基本粒子构成的庞大家族，这个家族的家谱就叫粒子物理标准模型。
标准模型的基本粒子分为两大类型，分别是负责组成物质的夸克和轻子，以及负责传递相互作用的媒介子。这些基本粒子们还有各自的属性，比如质量、电荷、自旋以及味道、颜色等等，这又导致同一个种类的基本粒子有时候还要细分成几种。比如共有6种味道的夸克，每味夸克又分为3种颜色，再加上正反，一共就是36种夸克。最终，目前的标准模型中包含了61种基本粒子。

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粒子物理标准模型
（来源：维基百科“标准模型”）
你一定会觉得标准模型和你印象中的物理完全不同，印象中的物理简洁而优雅，而标准模型却有一种“为赋新词强说愁”的感觉。实际上，很多科学家最初也有这样的困惑，如果说构建标准模型是给基本粒子们盖房子，科学家们最开始的计划其实是盖个蒙古包，结果后来发现得修四合院，后来发现房间不够住又被迫起了小公寓，到最后不知不觉就盖成了摩天大楼。
不过最厉害的是，虽然标准模型的建立过程是摸着石头过河，但是目前为止，它极好地统一了电磁力、强力和弱力，经它预言的很多新粒子也在之后陆续被人发现。这个过程我们还是用盖楼来比喻说明，最开始这楼怎么搭大家都没主意，一边盖一边想。有人说这儿得多加一层，有人说这儿得留几个屋。最后没想到，房间刚刚好，客人都满意。
一直到希格斯粒子于2012年被发现后，现行粒子物理标准模型的61个房间都被全员入住了。在这座大厦的构筑过程中，很多科学家都发挥了关键作用，直接与之相关的诺贝尔奖得主就有数十人之多。他们或是在寻找“客人”的过程中做出了突出贡献，例如丁肇中在实验上率先发现了重味夸克粲夸克c；或是对“大厦的蓝图”做出了合理的意见和建议，例如希格斯通过构造希格斯机制理论上预言了希格斯玻色子。
Part.3
如何用《西游记》来类比标准模型？
如果你还是没法理解标准模型，那么我们就以《西游记》为例来做个说明。在《西游记》的世界中，龙王跟土地掌管山川海洋，魑魅魍魉各自为祸一方，天庭的神仙们无忧无虑，佛祖在西方普度众生，阎王爷在地底下暗戳戳苦哈哈地记着生死簿。
你要问它们之间靠啥联系，那就是取经组的四人一马。如果说标准模型是《西游记》，那么其中每种势力都包含着若干成员，比如各种夸克好比各自是小钻风、白骨精、玉面狐，合称妖魔鬼怪；而取经四人组上通天庭下达地府，因此扮演着媒介子的角色。
Part.4
“大新闻”具体是怎么回事？
了解了标准模型的大致图景，我们来看看本次“震动”物理学界的重大发现。
W玻色子在标准模型中处于非常核心的位置，自从1983年被观测到以来，科学家们一直在尝试以尽可能高的精度来测定其质量。事实上，之前的各项实验结论均取得了与标准模型的预言吻合度很高的W玻色子质量，这也是标准模型正确性的决定性证据之一。
但在最新的测量中， W玻色子的质量为80433.5±9MeV（下图右下CDF Ⅱ），而此前标准模型的预测值则为80357MeV（图中灰色立柱）。有趣的是，本次测量的数据推翻了2012年在同一台对撞机上获得的结论（下图下方蓝色的CDF2012），也极大地提高了另外一次测量获得的精度（下图上方的CDF I）。由于获得了极高的精度和显著的统计学差异，本次测量的结果可以说是爆出了粒子物理学界最近三十年来的最大发现。那么，科学家们采用了怎样的测量方法，该方法靠谱吗？