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                  諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng) 揭秘上帝粒子與質(zhì)量起源

                  諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng) 揭秘上帝粒子與質(zhì)量起源

                  2013-10-11 10:17:22

                  來源:

                    唯一遲遲沒有現(xiàn)身的,就是希格斯玻色子。諾獎(jiǎng)獲得者萊德曼1988年寫了本科普書,提出了“上帝粒子”的叫法,但萊德曼后來說,本想叫它“該死的粒子(Goddamn Particle),因?yàn)橄8袼共I訉?shí)在難以找到。

                    最強(qiáng)機(jī)器撞出了火花

                    “上帝粒子的理論工作最終被載入科學(xué)史冊(cè),是因?yàn)槿ツ?月4號(hào)歐洲核子中心大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)LHC上由ATLAS和CMS兩個(gè)實(shí)驗(yàn)組共6000多名實(shí)驗(yàn)家共同努力發(fā)現(xiàn)希格斯粒子的革命性突破。”何紅建說,自從1967年關(guān)于電弱統(tǒng)一理論的“標(biāo)準(zhǔn)模型”建立到2012年發(fā)現(xiàn)希格斯粒子,物理學(xué)家們經(jīng)歷了長(zhǎng)達(dá)45年的漫長(zhǎng)等待。

                    之所以等了這么久,是因?yàn)樯系哿W映霈F(xiàn)的概率太小了。光子很容易從帶電粒子發(fā)射出來,而電中性的希格斯玻色子與普通粒子耦合微弱,只有在極高能量下才能以特殊的方式產(chǎn)生出來。

                    科學(xué)家要用質(zhì)子對(duì)撞機(jī)來模擬宇宙大爆炸最初幾分鐘的高能量尺度狀態(tài)——兩束高速質(zhì)子迎頭相撞,制造出一個(gè)白熱化狀態(tài)。而在歐洲日內(nèi)瓦湖畔之下建造出大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(LHC)之前,世界上的對(duì)撞機(jī)都無法撞出上帝粒子。要知道,想要讓高能粒子沿著圓形軌道行進(jìn),就好像讓狂奔的犀牛走彎道一樣,這不僅需要超導(dǎo)體制造出的強(qiáng)磁場(chǎng)約束,而且軌道弧度還不能太大(LHC的跑道達(dá)空前的27公里)。

                    按照預(yù)計(jì),LHC碰撞出的“宇宙小爆炸”,能夠達(dá)到弱電力統(tǒng)一階段的能量尺度,但撞出希格斯粒子依然是一個(gè)小概率事件,所以當(dāng)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)組都從海量數(shù)據(jù)中找到希格斯粒子曇花一現(xiàn)的明確跡象后,被請(qǐng)到現(xiàn)場(chǎng)的希格斯也是難掩老淚。

                    如今,上帝粒子的存在已經(jīng)被諾獎(jiǎng)肯定,但人類的疑惑并未完全解開。一方面,上帝粒子的一些關(guān)鍵參數(shù)的測(cè)量尚有較大誤差,還需要進(jìn)一步檢驗(yàn)它是否與標(biāo)準(zhǔn)模型的預(yù)言真正吻合;另一方面,根據(jù)自然性原理,上帝粒子的質(zhì)量需要認(rèn)為的精細(xì)調(diào)節(jié),理論上遠(yuǎn)無法讓人信服。于是,科學(xué)家們提出了各種“超標(biāo)準(zhǔn)模型理論”,包括超對(duì)稱模型、復(fù)合希格斯模型、和新近的標(biāo)度不變理論等等,并預(yù)期在LHC的于2015年開始的第二階段運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的奇特“新粒子”。顯然,質(zhì)量起源之謎的探索還將延續(xù)。

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