“宇宙大碰撞”寻找“上帝粒子”

　　“宇宙大碰撞”寻找“上帝粒子”

　　欧洲建造“大型强子对撞机”，试图破解物质质量形成之谜

　　物质为什么会有质量？这恐怕是个哲学家和疯子才会提出的问题，但问题的答案却是宇宙形成的根本奥秘所在。现在，科学家们向着粒子物理学界的“圣杯”出发了。

　　在瑞士日内瓦的地下，一个长达27公里的世界最大科学设备正在逐渐成型，科学家希望能通过一项宏伟的质子撞击实验，发现在理论模型中形成物质质量的“上帝粒子”。而这个粒子的存在与否关系着现有的宇宙理论是否能够站住脚。

　　重现宇宙诞生情形

　　据英国《卫报》11月20日报道，欧洲核子物理研究中心(CERN)正在主持建造这个名为“大型强子对撞机”(LHC)的设备，它坐落在地下100米深的一条周长27公里的环形隧道里，走完全程要花4个多小时，可以将百慕大、摩纳哥和4个梵蒂冈装进它所占的区域内。

　　对撞机将把两束质子加速到接近光速然后释放，并使质子以高达14万亿电子伏的能量在隧道中相互碰撞，每秒钟约有8亿次，这将重现约140亿年前诞生宇宙的大爆炸后的情形。

　　捕捉极易衰变的粒子

　　“上帝粒子”——希格斯玻色子(或称希格斯粒子、希格斯子)是粒子物理学“标准模型”预言的一种自旋为零的玻色子，至今尚未在实验中观察到。它也是标准模型中最后一种未被发现的粒子。

　　希格斯玻色子极不稳定，如果确实存在，它将在碰撞后10亿分之一秒的时间内衰变，因此要想捕捉到它极不容易。起重机将把几台巨大的粒子探测器安置在地下隧道的几个点上，它们将负责追踪希格斯玻色子，其中的At－las探测器重约7000吨，安置它的洞穴足以容下威斯敏斯特大教堂，还有一个更重，约1.25万吨。

　　明年3月投入试用

　　整个计划耗资42亿英镑，共有来自约30多个国家的2000多名科学家和工程师参与工作。它将取代CERN的大型正负电子对撞机(LEP)，在2007年3月投入试用。一旦正式投入运行，可能在几个星期内揭开“上帝粒子”是否存在之谜。

　　2000年，CERN曾宣称，他们在LEP的实验中发现了一些表明希格斯玻色子存在的迹象，但经过一年的分析，他们承认无法找到足够的证据证明其存在。

　　2003年，物理学家试图通过位于美国芝加哥的费米实验室的正负质子对撞机，让质子与反质子相互对撞分析出希格斯玻色子的运动轨迹，试图证实或否定CERN先前的实验结果。但是由于先前计划从旧实验中回收反质子的方案并不可行，而且存在已有20年之久的正负质子对撞机同样也到了更换的阶段，需要很长的时间来修复，因此费米实验室的研究遇到了一定的挫折。

　　康娟

　　国际档案

　　“标准模型”的宇宙理论

　　自1899年汤姆逊爵士发现电子至今，在一个多世纪的时间里，人类一直孜孜不倦地探索着微观世界的奥秘。当1995年3月2日美国费米实验室向全世界宣布他们发现了顶夸克时，一套称之为“标准模型”的粒子物理学模型所预言的62个基本粒子中的61个都已经得到了实验数据的支持与验证。

　　“标准模型”列出宇宙中所有的基本组成粒子，并描述支配其交互作用的法则，以期发现宇宙中所隐含的秩序。然而，这套标准模型的基石——希格斯玻色子——却始终没有被证实。假设中的希格斯玻色子是物质的质量之源，是电子和夸克等形成质量的基础。其它粒子在希格斯玻色子构成的“海洋”中游弋，受其作用而产生惯性，最终才有了质量。而后所有的粒子相互作用，统一于“标准模型”之下，构筑成大千世界。

　　因此，如果无法证明希格斯玻色子的存在，“标准模型”的大厦就面临着倒塌的危险，科学家也将面临设计新的宇宙理论的抉择。

　　康娟

　　图:

　　欧洲核子物理研究中心的科学家正在安装“大型强子对撞机”(LHC)的基础设备。

　　（南方都市报）