2002年,希格斯在《国际现代物理期刊A辑》发表了一篇题为《我作为玻色子的人生:希格斯的故事》的短文,回顾了自己提出希格斯机制的前因后果。1964年7月27日,希格斯把自己研究对称性破缺和无质量粒子问题的第一篇论文寄到了欧洲物理学会主办的《物理快报》的编辑手里。该论文只包含了79行文字和5个方程,但却隐含了一个重要的物理思想,即有可能通过规范对称性的自发破缺为传递相互作用的粒子提供有限的质量。
然而鲜为人知的是,希格斯的工作其实并非最早关于希格斯机制的学术论文。早在1964年6月26日,《物理评论快报》就收到了来自布鲁塞尔自由大学的弗朗索瓦·恩格勒特和罗伯特·布罗特所联合撰写的文章,他们用费曼图方法得到了本质上与希格斯相同的结论。这篇文章于8月31日正式发表,而这一天恰好就是希格斯的第二篇论文寄到《物理评论快报》的日子。
更值得注意的是,恩格勒特和布罗特的工作甚至比希格斯发表在《物理快报》上的工作还要早一个月,迄今为止得到了1500余次的引用。既然如此,为什么这两个人与希格斯相互独立发现的物理机制却在1972年夏天以后被绝大多数人称作希格斯机制而不是恩格勒特-布罗特-希格斯机制呢?关于这个问题的答案,就连希格斯本人也说不清。
他略带尴尬地猜测,自己之所以意外地获得了这份殊荣,原因就在于修改第二篇文章时所加上的那段话道出了希格斯机制的精髓。假如希格斯粒子最终得以被实验所证实,那么很显然恩格勒特、布罗特和希格斯三人最有希望分享诺贝尔物理学奖。不幸的是,布罗特已于2011年5月3日去世,享年82岁。值得一提的是,觊觎这块诺贝尔奖牌的还有另外三位理论物理学家:美国人杰拉尔德·古拉尔尼克和迪克·哈根以及英国人汤姆·基伯。
他们于1964年10月12日把一篇讨论希格斯机制的论文投到了《物理评论快报》编辑部,该文章在同年11月16日正式发表,至今已经被引用了1200余次。毫无疑问,他们的工作比恩格勒特、布罗特和希格斯的工作晚了好几个月,但是也得到了同行足够的重视。希格斯粒子不能稳定存在,在对撞机中只是昙花一现。寻找希格斯粒子,是通过探测它衰变后产生的粒子。比如,它可以衰变到两个伽马光子。伽马光子是可以探测到的。
通过探测到的伽马光子的能量和动量,可以重建出这个事例的不变质量。假如不存在希格斯粒子,那么把探测器看到的每个双光子事例的不变质量画出来,就是一条光滑的线。如果存在希格斯粒子,由它衰变而来的两个光子在希格斯的质量附近就存在共振峰,原来光滑的曲线上就会出现一个小鼓包,鼓包的峰值就是希格斯的质量。寻找希格斯粒子,就是寻找这个小鼓包。希格斯粒子人缘不错,可以衰变成很多很多种粒子。
其中有五个道即5种衰变模式有可能看出鼓包来。这五个中H→γγ和H→ZZ→llll最干净,H→WW→lνlν差点儿,因为中微子ν看不见。另外两个更差,本底很大。将这五个道加起来,这次公布的信号显著度都在5倍标准偏差左右。2011年公布的分析结果,γγ和ZZ看到了鼓包存在的迹象,但WW没看到。
假如延续这种现象,前两个道有很清楚的信号表明有新粒子鼓包,但是有一个该有的地方没出现,那么我们只能说,找到了一个新粒子,但这个新粒子也许不是我们想找的,因为它的性质与我们预期的不太一样。这次的结果,据说在最后一段时间才终于找到了WW道的信号,说明与希格斯粒子相符。
不过,由于还没有仔细研究这个新粒子的性质,还不能完全断定它的性质与希教授预言的一样,出于高能物理学家的谨慎,没有直接说发现了希格斯粒子,而是说:发现了一个新粒子,其性质与希格斯粒子相符。