[导语]
基于在欧洲核子研究中心（CERN）大型强子对撞机（LHC）采集的逾十亿次质子碰撞数据，物理学家利用紧凑μ子线圈（CMS）实验装置，对W玻色子质量进行了迄今精度最高的测量。结果显示，该质量数值与粒子物理标准模型的理论预言一致。

W玻色子质量获高精度测定

研究团队从数十亿次质子—质子碰撞中筛选出约1亿个候选事例，这些事例中产生的W玻色子衰变为一个μ子和一个中微子。通过对每个事例进行详细分析，团队给出了W玻色子质量的新测量值：

W玻色子质量 = 80360.2 ± 9.9 兆电子伏特（MeV）

研究人员表示，这一结果与标准模型的预测相符。标准模型是目前用于描述基本粒子及其相互作用的主流理论框架。

依托CMS实验的事例重建

在CMS实验中，W玻色子通常通过其衰变产物被间接识别。候选事例中，W玻色子衰变为一个μ子和一个中微子：

• μ子在CMS探测器中留下清晰轨迹，可被精确测量；
• 中微子几乎不与物质发生作用，无法直接探测，只能通过缺失的能量和动量进行推断。

物理学家利用对μ子性质的精确测量，并结合对中微子动量的建模，重建母粒子W玻色子的质量分布，从而实现高精度测量。

与既有实验结果的关系

W玻色子于1983年首次被发现，是体现弱相互作用的两种基本粒子之一。弱相互作用是自然界四种基本力之一，使某些粒子能够在质子和中子之间转化，驱动放射性衰变以及为太阳提供能量的核聚变过程。

此次CMS测量的精度与2022年美国费米国家加速器实验室（Fermilab）碰撞探测器（CDF）实验的测量相当。CDF当年的结果给出的W玻色子质量明显高于标准模型预测，引发了关于可能存在新粒子或新相互作用的讨论。

与此不同，CMS的新结果在精度上可与CDF相匹敌，但数值上与标准模型以及其他多项实验结果保持一致。研究人员据此认为，对W玻色子性质的现有理解得到了进一步巩固。

麻省理工学院物理学家Kenneth Long博士在谈及这一结果时表示，这一新测量“强有力地确认了我们可以信赖标准模型”。

研究发表

该成果由CMS合作组完成，相关论文已于本月发表在《自然》（Nature）杂志上，题为《利用CMS实验对W玻色子质量的高精度测量》（High-precision measurement of the W boson mass with the CMS experiment），文献信息如下：

CMS合作组. 2026. 利用CMS实验对W玻色子质量的高精度测量. 《自然》652, 321–327; doi: 10.1038/s41586-026-10168-5