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疑似“上帝粒子”被发现,可信度达99.99994%

http://www.sina.com.cn  2012年07月05日11:29  解放日报

  本报记者 章迪思 梁建刚

  现代物理学基本粒子“标准模型”理论中,最后一种未被发现的基本粒子可能被找到了!

  昨天,来自欧洲强子对撞机的两个实验组,分别公布了他们观测到的一种新的玻色子。虽然向来严谨保守的物理学家没有以非常确凿的语气宣布,“我们发现了希格斯玻色子”,而是说“我们发现了非常‘像’希格斯玻色子的新粒子”;但从实验结果综合起来看,结果仅超出误差5个标准误差,即已达到99.99994%的可信度。

  发布会尾声,44年前预言希格斯玻色子存在的英国物理学家彼得·希格斯含泪表示:“我生命中竟发生了如此不可思议的事情。”

  标准模型最后一种粒子找到了

  这是一座历史性的里程碑。人类现代物理学建立起的标准模型,与宇宙的最基本规律,将由此得到进一步确认与发展。

  对现代物理学家们来说,无论怎样“抬举”希格斯玻色子似乎都不为过。1993年,诺贝尔奖获得者、实验粒子物理学家莱昂·莱德曼在他名为《上帝粒子:如果宇宙是答案,那么什么是相应的问题?》的科普著作中,甚至将其称为 “上帝粒子”。

  那么,希格斯玻色子到底是什么?

  简单地说,彼得·希格斯以对希格斯玻色子存在的假设,完美解释了物质质量之源这一问题。而“什么是质量”,这是牛顿也没有完成的谜题。希格斯提出,其它粒子在希格斯玻色子构成的“海洋”希格斯场中游弋,受其作用产生惯性,由此产生了质量。尔后所有的粒子在除引力外的另3种力的框架中相互作用,统一于“标准模型”之下,构筑成大千世界。

  这套被称为“粒子物理标准模型”的理论预言了62种基本粒子的存在,这些粒子基本都已被实验所证实,只剩最关键的希格斯玻色子至今仍未被发现。

  几十年来,无数科学家一直致力于证明这一粒子的存在,它自旋为零,其他粒子在它的作用下产生质量,这可以为解释宇宙的形成奠定基础。因此,如果能深入物质内部,找到希格斯玻色子,也就证明近百年来人类物理学家们辛苦建立的标准模型没有错,由此对宇宙最基本的规律作出解释。

  很多专家都认为,若真能找到希格斯玻色子存在的直接证据,有关发现将获得诺贝尔奖。

  2008年9月,欧洲核子研究中心正式启动世界最大的大型强子对撞机(LHC)。从构想到建成,LHC历时近20年,耗资约60亿美元,吸引了来自80多个国家和地区的约7000名科学家和工程师参与。中科院高能物理所研究员陈国明及其同事,以及北京大学等近10所中国科研院所和高校的科研人员都参与了最核心研究——对“希格斯玻色子”的寻找。

  2011年12月,欧洲核子研究中心宣布,从强子对撞机的数据中发现了希格斯玻色子存在的迹象。7月初,美国费米国家加速器实验室也宣称接近证实“上帝粒子”的存在。昨天欧洲核子研究中心公布的最新结果,将寻找“上帝粒子”的进程推向了高潮。

  中科院理论物理研究所研究员李淼昨天和同事们一起,在所里观看了CERN发布会的网络直播。他预计在接下来半年里,大型强子对撞机将通过更多次实验,产生更多数据验证、支持今天的发现。

  可能开启物理学的新黄金时代

  如果不出意外,这意味着标准模型中的所有粒子都已经找到,那么粒子物理学家们是否从此没事可干了?李淼说,恰恰相反,此次发现对学界来说并不是个“句号”,而是一个“冒号”,它预示着今后很有可能发现新的物理现象、诞生新的物理原理。

  李淼说,“虽然希格斯玻色子的发现验证了标准物理模型的正确性,但此次实验中测出的前者质量,和此前我们预计的略有差别,更轻了些。这一区别,蕴藏着很大的研究空间。”

  无论如何,昨天对于全世界的粒子物理学家来说,都是值得庆贺的一天。要知道,“自从粒子物理学家80年前开始用对撞机这类大型‘玩具’寻找各种粒子以来,这是第一个与众不同的粒子。”

  “另外,1995年粒子物理学家发现了顶夸克,在那之后,已经有16年没有发现任何新粒子了。在过去的17年中,我们基本可以用‘郁闷’形容粒子物理学家的集体状态,因为我们不仅没有发现任何新粒子,也没有太多的其他发现。而这种郁闷,终于在昨天,随着希格斯玻色子的发现,宣告结束。”

  正如科学家预言,这有可能开启物理学的新黄金时代。

 
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