上帝粒子-99.99994%可能被發(fā)現(xiàn)了

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1、上帝粒子:99.99994%可能被發(fā)現(xiàn)了2012年7月，倫敦奧運(yùn)很熱鬧。同樣是這個(gè)月，歐洲還有一件大事，讓全球物理學(xué)界也“奧運(yùn)”了一把。7月4日，位于日內(nèi)瓦的歐洲原子核能中心宣布，找到一種新亞原子粒子，這種粒子與預(yù)言的“上帝粒子”即希格斯玻色子特征“一致”。希格斯玻色子被認(rèn)為是物質(zhì)的質(zhì)量之源，“上帝粒子”是1988年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者萊德曼對(duì)它的別稱(chēng)。要理解“上帝粒子”，不妨回憶一下牛頓發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律的故事。盡管研究人員已經(jīng)證明，蘋(píng)果并沒(méi)有砸中牛頓腦袋，但是牛頓卻看見(jiàn)了一個(gè)蘋(píng)果掉了下來(lái)。牛頓思考的是，為什么蘋(píng)果會(huì)垂直地掉到地上?一定是有什么在拉它，比如是地球的引力在拉它。而地球拉

2、蘋(píng)果說(shuō)明蘋(píng)果是有質(zhì)量的。牛頓論證了蘋(píng)果有質(zhì)量，但蘋(píng)果的質(zhì)量從何而來(lái)，牛頓沒(méi)說(shuō)。物體的質(zhì)量從何而來(lái)?蘋(píng)果落地的問(wèn)題其實(shí)只解決了一半。5這個(gè)問(wèn)題牽扯到粒子物理學(xué)?？茖W(xué)家認(rèn)為，自然界中物體之間的相互作用可劃分為4種力：引力(重力)、電磁力、強(qiáng)相互作用、弱相互作用。在愛(ài)因斯坦相對(duì)論解決了重力問(wèn)題后，人們開(kāi)始嘗試建立統(tǒng)一的模型，以期解釋通過(guò)后三種力相互作用的所有粒子。為此，科學(xué)家建立起被稱(chēng)為“標(biāo)準(zhǔn)模型”的粒子物理學(xué)理論，該理論把基本粒子分成三大類(lèi)：夸克、輕子和玻色子。但這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模型有個(gè)缺陷：無(wú)法解釋物質(zhì)質(zhì)量的來(lái)源。在牛頓故去后400年的1964年，英國(guó)物理學(xué)家希格斯猜想，“有一種粒子賦予其他粒

3、子質(zhì)量”，所有粒子在除引力外的另三種力的框架中相互作用，統(tǒng)一于“標(biāo)準(zhǔn)模型”之下。“標(biāo)準(zhǔn)模型”預(yù)言了62種基本粒子的存在，現(xiàn)在這些粒子基本都被實(shí)驗(yàn)所證實(shí)，只有被稱(chēng)為“上帝粒子”的希格斯玻色子～直未被發(fā)現(xiàn)。而正是這個(gè)粒子，使物質(zhì)得到質(zhì)量，萬(wàn)有引力則將質(zhì)量變成重量，使恒星和行星都得以誕生，最終孕育生命。2008年，在橫跨法國(guó)和瑞士的邊境地區(qū)，歷經(jīng)14年時(shí)間、耗費(fèi)巨資的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(LHC)建成，這是全世界最強(qiáng)大的粒子加速器設(shè)備，它的一系列研究課題中就包括尋找“上帝粒子”。大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)包含一個(gè)圓周為27公里的圓形隧道，位于地下50至150米之間，走完全程要花4個(gè)多小時(shí)，可以將百慕大、摩納

4、哥和4個(gè)梵蒂岡塞進(jìn)它所占的區(qū)域內(nèi)。52012年7月4日，全世界物理學(xué)家的目光都投向了這里。在當(dāng)天下午舉行的發(fā)布會(huì)上，大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(LHC)兩個(gè)探測(cè)器的主管分別宣布，他們找到了一種新的亞原子粒子，這種粒子很可能就是物理學(xué)家們苦苦尋找了近半個(gè)世紀(jì)的“上帝粒子”希格斯玻色子，可能性有99.99994％。歐洲核子研究中心CMS團(tuán)隊(duì)發(fā)言人喬·因坎德拉將他們的發(fā)現(xiàn)描述為“在過(guò)去30甚至40年間最大的新發(fā)現(xiàn)之一”。48年前預(yù)言了希格斯玻色子存在的英國(guó)物理學(xué)家皮特·希格斯，應(yīng)邀出席了發(fā)布會(huì)，已經(jīng)83歲的他流下了激動(dòng)的淚水，表示“這真的是我生命中最不可思議的奇跡”。新發(fā)現(xiàn)的粒子是否就是“上帝粒子”，

5、還需要等待漫長(zhǎng)的驗(yàn)證。澳大利亞阿德萊德大學(xué)物理學(xué)家安東尼·托馬斯說(shuō)：“在過(guò)去40多年里，人們一直在尋找希格斯玻色子。如果不是它，全世界所有理論學(xué)家都得絕望地退回到原點(diǎn)?！奔词惯@并非“上帝粒子”，同樣它也會(huì)打開(kāi)一扇門(mén)，開(kāi)啟一套比“標(biāo)準(zhǔn)模型”走得更遠(yuǎn)的新理論。燒錢(qián)的上帝粒子　蕭菡原子核發(fā)現(xiàn)者、諾獎(jiǎng)得主盧瑟福(ErnestR，utherford)曾說(shuō)過(guò)：所有的科學(xué)，要么是物理學(xué)，要么是集郵。這句名言幾乎就是現(xiàn)代粒子物理學(xué)家的致命傷——他們窮盡一生，只為發(fā)現(xiàn)一種新粒子，而后得以在物理學(xué)界獲得一席之地。有“上帝粒子”之稱(chēng)的希格斯玻色子，正是“標(biāo)準(zhǔn)模型”所缺失的神秘拼圖，因此也成為了量子理論的圣

6、杯。5三年前我有幸去過(guò)CEIKN(歐洲核子研究組織)。那是2008年金融海嘯后不久。相比日內(nèi)瓦滿(mǎn)街的雷諾與菲亞特，停在實(shí)驗(yàn)室門(mén)口的定制版跑車(chē)和酷得冒煙的機(jī)車(chē)，徹底顛覆了我對(duì)傳統(tǒng)科學(xué)家的印象。帶我們參觀的年輕博士，領(lǐng)著美國(guó)的工資，住在物價(jià)低廉的意大利，日常工作不過(guò)是跟蹤著瑞士的研究。甚至有笑話說(shuō)，光CEKN就養(yǎng)活了地球上一半的物理學(xué)家。在歐洲經(jīng)濟(jì)遭遇重創(chuàng)的今天，拿出具體的研究成果顯得異常迫切。要知道，建造LHC不僅花了10年時(shí)間，更耗費(fèi)了47.5億美元。據(jù)歐洲媒體報(bào)道，LHC的運(yùn)營(yíng)經(jīng)費(fèi)每年高達(dá)10億美元。其中固然有一系列私人贊助商，如英特爾、IBM、甲骨文等科技巨子，但資金來(lái)源的大頭還

7、是CERN。任何與LHC相關(guān)的物理學(xué)家都堅(jiān)持說(shuō)，每一個(gè)銅板都是值得的。即使現(xiàn)在還無(wú)法預(yù)言有什么實(shí)質(zhì)性的益處，(就像當(dāng)年法拉第被嘲笑“電有什么用”)，但距近一個(gè)世紀(jì)以來(lái)最大的發(fā)現(xiàn)近在咫尺，實(shí)在沒(méi)理由放棄。7月4日，在CERN宣稱(chēng)發(fā)現(xiàn)希格斯玻色子后，《福布斯》統(tǒng)計(jì)，手找“上帝粒子”的總成本已高達(dá)132.5億美元?！缎l(wèi)報(bào)》評(píng)論說(shuō)，這一發(fā)現(xiàn)或?qū)⒐奈铓W洲的領(lǐng)導(dǎo)人繼續(xù)買(mǎi)單。同時(shí)，一些市民卻認(rèn)為是“徹頭徹尾地浪費(fèi)時(shí)間、金錢(qián)和腦力”。試想，若LHC停機(jī)一天，所節(jié)省的電力幾