欧洲核子研究组织的大型强子对撞机（LHC）研究人员检测到一种现象，这种现象仅在每万亿次质子碰撞中发生一次，他们观察到了一个单一顶夸克的产生，同时还发现了一个W玻色子和一个Z玻色子。

这个令人惊讶的结果是由CMS（紧凑型μ子线圈）合作团队取得的，代表了首次观察到与W和Z玻色子一起产生单一顶夸克的过程，这一过程被称为tWZ生产。

科学家表示，在大型强子对撞机的数据中发现这样的事件非常罕见，难度就像在一个奥运会大小的干草堆里找一根针一样难。

此次活动为团队提供了一种新的方法来研究塑造宇宙的力，并测试标准模型的极限，该模型描述了所有已知的基本粒子以及它们之间的相互作用。

单顶夸克事件

LHC 内部的质子束以接近光速进行碰撞。这些碰撞释放出能量，使物理学家能够探索宇宙中最基本的构成。

这个过程非常罕见。它在每一万亿次质子-质子碰撞中仅发生一次。不过，这一发现为我们研究顶夸克如何与W和Z玻色子携带的电弱力相互作用提供了重要机会。

顶夸克是已知最重的基本粒子，与希格斯场的相互作用最强烈。因此，研究tWZ可能提供对希格斯机制新的、更深入的理解，并揭示超越标准模型的现象和物理学的线索。

测试基本力

测试基本力

在分析过程中，团队遇到了一个重大挑战，因为tWZ信号与一种更常见的过程ttZ生产非常相似。在这个过程中，顶夸克及其反物质对应物——反顶夸克，同时产生一个Z玻色子。

这种背景出现的频率大约是七倍于正常情况，这让区分更稀有的信号变得很困难。为了克服这一挑战，科学家们使用了最先进的机器学习算法来筛选大量数据，将难以捕捉的 tWZ 信号与背景噪声分开。

最终，这些努力显示出 tWZ 的产生速率略高于当前理论的预测。未来的数据和分析将帮助我们判断这是否只是统计波动。团队认为，这也可能是超越已知物理定律的某种现象的第一个迹象。

“如果涉及未知的相互作用或粒子，那么测量的 tWZ 生产速率与预测之间的观察到的偏差会随着出射粒子能量的增加而迅速增大，这个现象是 tWZ 过程特有的，”罗曼·科格勒（Roman Kogler）博士表示，来自 DESY 的 CMS 合作组的实验粒子物理学家，在一份新闻稿里说。