在采访“上帝粒子”背后中国人时，记者意外获知中国科学家的一项最新成果，而确认它至少需要数年，这也验证了科学突破的长期性。

　　欧洲核子研究中心（CERN）在日内瓦宣布，位于CERN的实验“观测到新粒子，与寻找已久被称为‘上帝粒子’的希格斯玻色子一致”。

　　这一发现在专家眼中意味着，万物质量来源之谜或可解开，粒子物理学中缺失的重要一环或可填补。

　　为了寻找“上帝粒子”，过去两年多时间中，几十个站点的计算机都在高速地运行着，分析着欧洲大型强子对撞机产生的数据。

　　在这些站点中，就包括CMS北京运行中心，这个位于中科院高能物理研究所院内的实验室。

　　54岁的陈国明是CMS中国组数据分析的负责人，一位从事了近三十年粒子研究的科学家，过去的十年中，他也不停地追寻着“上帝粒子”。

　　推翻疑虑的发现

　　玉泉路地铁站向北，中科院高能物理研究所在玉泉路的西侧。

　　一间不到30平方米的办公室内，几台电脑显示屏上数据在不断更新，多种颜色交替出现在屏幕上。

　　墙壁上，两张A4纸印着“北京”。陈国明坐在办公室里，不时地环顾着变化的数据，“CMS北京运行中心的主要职责就是在亚洲时区为工作日时，远程监测欧洲核子研究中心仪器运行情况。”陈国明说，如果发现情况，程序就会报警，屏幕上出现一个红色的球，如果严重的话球就会很大，值班人员会去研究是什么情况导致的报警，再将具体问题回传给欧洲核子研究中心，由他们发布消息，召集专家到对撞点解决问题。

　　CMS探测器是大型强子对撞机(LHC)上的4个实验之一。54岁的陈国明还是中国科学院高能物理研究所研究员、博士生导师。“这辈子都交给了粒子研究，在追寻希格斯粒子的道路上也已经快十年了。”

　　20世纪90年代初，博士毕业的陈国明在丁肇中领导的一个实验项目组工作。一次在对撞点值班时，陈国明的主要任务是在地面的实验室观察探测器是否正常运行，“基本上都不出现问题，看着看着觉得无聊，就拿起一本欧洲核子研究中心的快报。”刚翻了几页，就被丁肇中发现了，“他说快把报扔了，要不然我就把你扔了，最后只能老老实实地值班。丁老师对我们很严格，经常是晚上也去巡视。我现在也对学生要求很严，要求他们要出研究成果。”

　　在加入CMS项目后，陈国明几乎常驻国外，追寻着“上帝粒子”。在发现“上帝粒子”前，陈国明并不坚信一定能找到它，“我有两个打算，要不就否认这个粒子的存在，这样是一个成功的实验，因为否认了之前的理论。另一个打算，就是找到它，证明它的存在。这都必须要去做实验检验所有的设想。”

　　“这次的实验结果在粒子物理中是一个里程碑，如果最终证明新发现的粒子就是‘上帝粒子’，那么就是人类探索认识自然的一大步。也推翻了很多认为不存在‘上帝粒子’的科学家的疑虑。”陈国明说，在现实的世界里，用两个草莓对撞的话，出现的会是草莓汁，如果在对撞机实验中对撞的话，可能出现的是各种各样的水果。“是很奇妙的实验，粒子对撞后，一瞬间就湮灭了，但是在对撞之后，会有五花八门的粒子产生。”

　　CMS中国投资贡献为1%

　　在陈国明的电脑中，存放了许多他在欧洲核子研究中心拍摄的照片。陈国明说，欧洲大型强子对撞机位于法国和瑞士边境的地下，放置在一条长27公里的圆形隧道内，深100多米。对撞时，几百电子伏特的X光就足以把人类“穿透”，兆兆级别的能量会使质子在对撞时完全被打碎，无数粒子瞬间喷发，仿佛一次“宇宙小爆炸”。“对撞点的地方是一个大地窖，在圆形的隧道外有一条通道可以骑着自行车，还可以跑专门的小车。那里有一套安全的体系，保证对撞的时候没有人在下面，否则人就会失去生命。”

　　每一个对撞点上都架起了上万吨重的粒子探测器，它们犹如平躺着的硕大无比的啤酒桶，将对撞点严实地包裹起来，并承载不同的实验功能。其中，名为CMS和ATLAS的两个探测器的主要使命就是探索可能出现的“上帝粒子”的信号。

　　在两个像横卧的啤酒桶之中，有一根半径为4厘米的细管，“细管就是走质子束流的，对撞点在探测器正中，范围大约7厘米长，质子就是在这个区域对撞。管子是铍材料做的，因为它的质量较轻，表面也很脆，不容易阻挡对撞后产生的粒子，对撞后形成的粒子要穿出管子进入探测器中，才能被探测到。”

　　每次对撞后，陈国明都会坐在电脑前，紧紧盯着屏幕，记录着从欧洲核子研究中心传出的各种参数。“几千名学者和科学家都在等待那一个小小的粒子。”陈国明和他的同事们整天对着计算机，绞尽脑汁地分析，“每一次从提取原始数据，到最后得出分析结果，都要经过半年时间。”

　　陈国明提到的CMS探测器，其中端盖缪子探测器有三分之一是由陈国明所在的团队建造并安装调试的，另外还有北京大学的科研人员参与了缪子触发系统的制造。CMS中国合作组在中科院高能所建立CMS实验远程控制中心，与在CERN和美国费米实验室一起轮班承担CMS实验的一部分实时控制工作。“欧洲的对撞机总投资为30亿瑞士法郎，大约为210亿人民币，如果我们国家来建造，投资太大了。许多费用都是由各个国家和地区负担的，中国在CMS项目上投入了1%的经费。”

　　“欧洲对撞机，质子每秒钟要对撞4000万次，需要撞击10的12次方次，才可能有一个是‘上帝粒子’，产率很低，左等右等它也不来。粒子的寿命很短，很快就衰变了。”陈国明发现怎么样去识别它，就是一个很难的问题。“实验中在用多变量分析方法区分信号与本底、提高希格斯粒子寻找的灵敏度方面，这次采用了CMS中国组的方法，比去年采用美国组方法的灵敏度要高3%。”

　　中国对撞机对撞能量与欧洲差一千倍

　　在高能物理研究所的西南侧，一栋写着“北京正负电子对撞机”的实验楼大门紧闭，陈国明拦住了记者，“现在对撞机正在运转，我们不能进去。”

　　陈国明说，中国在对撞机实验的起步比较晚，世界上是上世纪60年代初造出了第一台对撞机。“文革”过后，李政道、丁肇中等来访，推动了粒子物理的研究。“丁肇中在上世纪70年代末办了‘丁训班’，招了中国做核物理研究的人员到德国培训如何做粒子物理的实验和研究。”

　　北京正负电子对撞机由长202米的直线加速器、输运线、周长240米的圆形加速器以及高6米重500吨的北京谱仪和围绕储存环的同步辐射实验装置等几部分组成，外形像个硕大的羽毛球拍。“北京的正负电子对撞能量是3.5GeV（十亿电子伏特），可以在3GeV以上、5GeV以下调节，深度10米左右。”陈国明说，1984年中国开始建造正负电子对撞机，花了1亿元。

　　陈国明表示，欧洲核子中心的是质子对撞机，对撞能量是8TeV（兆电子伏特），中国的正负电子对撞机与欧洲的对撞机对撞能量相差了1千多倍。对撞能量较低的北京正负电子对撞机主要研究强子的性质。“在北京的对撞机也发现了几个新粒子，我们更感兴趣的是，物质最主要的形态是由3个夸克组成的，那么有没有新的物质形态是由多个夸克组成的，这样是全新的物质结构，如果能找到这样的物质结构，对粒子物理的影响非常大，还可能会产生出新的应用。前不久，对撞时发现了一个疑似6夸克的粒子，让我们都很兴奋。现在还未完全被确认，但是也是新的发现，很有意义。”“但要确认，也许需要很长时间，甚至好几年。”

　　为啥做粒子研究

　　虽然一直自称是实验物理学家，陈国明讲得最多的却还是理论。

　　世界上一切物体都是有质量的，许多人把这当成理所当然的事情了。可是，为什么物体会有质量？陈国明说，物质是由分子组成，分子由原子组成。原子并不是构成世界的最基本粒子，原子内部也是有结构的：原子由原子核和电子构成，原子核由质子和中子构成，而质子和中子也不是基本粒子，它们是由各种夸克构成的。现在能够看到的最小粒子是夸克。假如需要理解一些更小的结构，就需要更高能量的对撞机。碰撞的这一刻就像宇宙大爆炸之后，释放大量能量和基本粒子，冷却后形成组成物质的质子和中子。

　　对撞机、粒子以及一些拗口的粒子名称，让公众一直弄不清为什么要做粒子物理研究？陈国明表示，半导体、芯片的技术都是在量子理论基础上发展而来的。这在量子力学提出时，是无法想象的。前沿的科学基础理论应用前景在提出时是无法预见的，需要有技术再创造。对撞机是靠加速器将粒子加速了再去对撞，现在有医用对撞机，将粒子加速后杀死癌细胞。在1984年，与陈国明一起入学的同学一共有30个人，毕业时只有四五个人没有选择出国，但是很多人都已经改行了，有的去做金融了，只有几个人还在做粒子的研究，其中陈国明就是还在追寻那些飞速流动的粒子的一位。J209 李刚 摄 J221