一個希格斯玻色子候選者轉化為四個μ子(紅線)。來源:歐洲核子研究中心
希格斯玻色子不會停留太久。一旦它在粒子碰撞中產生，這個著名的粒子的壽命僅僅不到十億分之一秒，或者更精確地說，1.6 x 10-22秒。根據理論，也就是說，到目前為止，實驗只能設定粒子壽命值的界限，或以很大的不確定性來確定這一性質。直到現在。在一項新的研究中，CMS合作報告了粒子壽命的一個值，該值有一個足夠小的不確定性，以確認希格斯玻色子的壽命確實很短。
測量希格斯玻色子的一生在粒子物理學家的願望清單,因為一個實驗值的一生不僅會讓他們更好地理解粒子的性質,還找出是否值匹配值預測的粒子物理學的標準模型。與預測的偏差可能指向模型沒有預測到的新粒子或力，包括希格斯玻色子將衰變的新粒子。
但要測量希格斯玻色子的壽命並不容易。首先，預測的壽命太短，無法直接測量。一種可能的解決方案是測量一種相關的性質，稱為質量寬度，它與粒子的壽命成反比，表示粒子的名義質量為125 GeV附近的可能質量的小範圍。但這也不容易，因為預測的希格斯玻色子的質量寬度太小，不容易透過實驗測量。
量子物理學來拯救我們。除了質量等於或接近其名義值之外，像希格斯玻色子這樣的短命粒子也可以產生比其名義值大得多的質量，儘管這種情況發生的機率更低。這種效應——以及粒子的質量寬度——是一種被稱為海森堡不確定性原理的量子怪癖的表現，是對這些大質量或“非殼層”希格斯玻色子的生產速率與標稱或接近標稱或“殼層上”希格斯玻色子的生產速率的比較。希格斯玻色子可以用來提取希格斯玻色子的質量寬度，因此它的壽命。
這是CMS團隊在他們的新研究中採用的方法。透過分析大型強子對撞機(LHC)第二次執行時CMS實驗收集到的資料，特別是關於希格斯玻色子轉化為兩個Z玻色子的資料，這些Z玻色子本身轉化為四個帶電輕子或兩個帶電輕子加兩個中微子，CMS的研究人員首次獲得了殼外希格斯玻色子產生的證據。從這個結果中，只有1 / 1000的機率是統計上的僥倖，CMS團隊得到了希格斯玻色子的壽命為2.1 x 10-22秒，上下不確定度為(+2.3/-0.9)x 10-22秒。這個值是迄今為止最精確的，與標準模型的預測吻合得很好，並證實了粒子的壽命確實很短。
“我們的結果表明，在殼外產生的希格斯玻色子提供了一種測量希格斯玻色子壽命的極好方法，”CMS的物理學家帕斯卡爾·凡萊爾說。“這在研究這種獨特粒子的特性方面樹立了一個里程碑。隨著下一次大型強子對撞機執行的資料和新的分析思路的出現，測量的精度有望在未來幾年得到提高。”
