上帝粒子

 希格斯玻色子(粒子)(英語:Higgs boson),別稱上帝粒子God particle),是粒子物理學標準模型預言的一種自旋為零的玻色子,至今尚未在實驗中觀察到。它也是標準模型中最後一種未被發現的粒子。

00300000899554129427296953270.jpg  

英國物理學家希格斯(P.W.Higgs)提出了希格斯機制。在此機制中,希格斯場引起自發對稱性破缺,並將質量賦予規範傳播子和費米子。希格斯粒子是希格斯場的場量子化激發,它通過自相互作用而獲得質量。

55523989..........jpg  

 

 

上帝粒子——假如宇宙是答案,究竟什麼是問題?

美國物理學家Leon Lederman教授寫過一本書,書名叫做《上帝粒子——假如宇宙是答案,究竟什麼是問題?》。在此之後,希格斯波色子經常被媒體稱之為“上帝粒子”。Lederman教授本來想稱希格斯粒子為“該死的粒子”(goddamn particle),但是圖書編輯不讓他這樣用。“上帝粒子”的叫法流傳開來應歸功於媒體對粒子物理學和大型強子對撞機興趣的增加。很多物理學家並不喜歡這種叫法,因為這樣高看了該粒子的重要性。即便發現了該粒子也不能回答如何統一強相互作用、電弱相互作用和引力相互作用,亦不能回答宇宙起源等問題。

 上帝粒子 何時現身? 2012年是上帝粒子之年

2011年=上帝粒子之年”的說法,自去年的這個時間就開始廣為流傳。如今2011年已行至大半,上帝粒子卻只流出些“緋聞”,真跡連片影子也未顯現。而據英國《每日郵報》線上版近期文章稱,歐洲核子研究組織(CERN)的秘書長羅爾夫·霍伊爾發表了與去年幾乎差不多內容的聲明--如果希格斯玻色子,也就是所謂的“上帝粒子”確實存在的話,他們的科學家將在未來12個月內發現。

53598039.jpg   

      霧裏看花:假現身真作秀?

    如果粒子界也有明星大腕和平頭百姓之分的話,那麼希格斯玻色子這個令人迷惑的亞原子,絕對堪稱此間名利場的霸主。

    關於這位名仕的“身世”,人們已說得太多--粒子物理學標準模型預言的一種自旋為零的玻色子,被認為應該是萬物的品質之源。而“上帝粒子”這個名號,乃是1988年諾貝爾物理學獎獲得者利昂·萊德曼對其的別稱。

    更絕的是,希格斯玻色子“身在江湖,但江湖卻沒有它的蹤跡”,它就是標準模型中最後一種未被發現的粒子。數年以來,有關該粒子的蹤跡儼然已成了整個粒子物理學界的“追捧”中心。儘管最近這大半個月,其風頭稍稍被那位跑的“有可能”比光還快的中微子給搶去了。

    像這樣一位風雲粒子,關於它的各種捕風捉影也必是層出不窮。比較轟動的兩次事件,第一回是在2010年7月,當時數家國外媒體報道了義大利帕多瓦大學物理學家的一篇個人部落格文章。文章中稱兩個獨立的資訊源都表明美國費米實驗室的萬億電子伏特加速器(Tevatron)很可能已經發現了希格斯玻色子。但次日清晨,英國《新科學家》雜誌卻登文辟了謠,被捲入事件的主角--費米實驗室,發佈在推特(Twitter)上的言辭更是分外犀利:“這純屬一為求名氣的部落格作者散佈的謠言。”幾乎同時,該意籍物理學家亦更新博文以正視聽。一時間,捲入者各執一詞,媒體紛紛跟進,討論沸沸颺颺。

    最近這一次是今年,同樣是7月,物理界的兩大聖殿級實驗室--歐核中心和費米實驗室,都先後宣稱或已“瞥見”了希格斯玻色子的蛛絲馬跡,即是說著名的“上帝粒子”有可能已現身世間。不過,由於數據尚未足夠也未經嚴格驗證,兩實驗室都不敢言之鑿鑿。一方面承認已經過多位科學家認可,但同時強調“我們今天還得不出任何結論”,它“不能排除是電腦模型缺陷、統計數據錯誤等造成的”。

    這就像是有什麼“發佈日程表”似的,每年到了相應時間會就放出對應的類似消息。而且兩次都是在“風波”之後不了了之,曾經篤定的“信號”越來越低,讓關注的人們略有失落。因而,有較偏激的聲音認為,這些“花絮”實乃實驗室們為了對資金方有個交代而在故弄玄虛。

    反正,對那些科學家的解釋,總是讓人們覺得好像聽懂了,又好像什麼都沒說。

      再來一年:能否守得雲開?

    費米實驗室那架可憐的萬億電子伏特加速器,因為經費一直無著落,在奮力運轉了26年之後,于前幾日關停。歐核中心的大型強子對撞機(LHC)自此失去了它最可敬的對手。

上帝粒子誰先發現

    一直以來,在“上帝粒子誰先發現”的跑道上,兩大翹楚--歐核中心與費米實驗室,不斷表現出你追我趕的風格,甚至兩處科研人員也持有一種競賽的風氣。歐核中心憑藉著他們LHC“世界第一”的加速本領,站穩權威中的權威,每一開口必有無數人側耳傾聽;而美國人的那輛老爺車也不甘人後,從來不願在這場爭奪理論物理界聖杯的拉力賽中失去位置。

英國理論物理學家Peter Ware Higgs生於1929年。他是愛丁堡大學的名譽教授。他以在60年代提出電弱理論中的對稱破缺,從而解釋了基本粒子質量起源問題而著稱(尤其是W和Z玻色子的質量起源問題)。當時,除了higgs本人還有幾位物理學家也同時提出了“希格斯機制”,並預言了該粒子的存在。希格斯粒子是當代物理學中最受歡迎的粒子,儘管到目前為止還沒有在加速器實驗中發現它的踪跡。希格斯機制是粒子物理學標準模型中重要的要素

55524410.jpg   

    如今費米的加速器終於還是黯然關閉,讓傷心的人們為它扼腕不已。不過,對於該加速器此前獲取的海量數據,分析工作卻並未完成。科學家將繼續在數十億次粒子撞擊產生的碎片數據中,揮灑汗水尋找上帝粒子。即便找不出它藏在哪兒,至少也要憑藉分析結果來揭示出“它不會隱藏在哪兒”。因而,《每日郵報》援引相關研究人員的話稱,“在近10年時間裏,萬億電子伏特加速器一直是尋找上帝粒子的領導者。”

    另一邊,在歐核中心,“孤身作戰”的LHC現在成為搜尋上帝粒子的最關鍵所在,但物理學家們也展開討論,嘗試是否能將費米的加速器用作LHC的補充或者取代對撞機。畢竟,在上帝粒子的事情上拖得越來越久,是誰也不想看到的結果。

    而早在今年2月,就有報道稱,美國科學促進會(AAAS)已作出表示,如在接下來的兩年時間裏LHC還是搜尋不到“上帝粒子”,那麼物理學家們就需要重新評估關於這條理論及其全部相關論述的正確性。

    LHC的實驗裝置之一、CMS(緊湊繆子線圈)項目發言人奎多·托內利則在上個月表示,如果LHC能排除希格斯玻色子存在的可能性,那同樣是一個重大發現。

    而歐核中心發言人更加驚人的指出,上帝粒子可不是解釋宇宙萬物的唯一選擇,即便從上世紀70年代以來,標準模型就被普遍接受,但它也是存在缺陷的理論,真沒有了希格斯玻色子,人們將尋找其他任何一個“物質品質之源”。

    這就是科學家們幾十年來孜孜苦尋的上帝粒子的真相,似乎已近在咫尺,又更似遠在天邊。看來我們真的已經走到一個未知領域的邊緣。請不要忘記,霍金大師數年前曾以100美元賭人類最終找不到上帝粒子,但“這會更加激動人心”。因為--無論結果如何,“其都將告訴我們有關宇宙結構的更多知識”。

歐洲核子研究中心1991年開始設計興建的歐洲大型強子對撞機位於法國和瑞士邊境地區地下100米深、約27公里長的環形隧道中,耗資總計約100億美元,於2008年9月10日正式開始調試運行。它將憑借能使單束粒子流能量達到7萬億電子伏特而成為世界上能級最高的對撞機。科學家普遍期望在這一對撞機的幫助下,能夠發現希格斯玻色子

不過希格斯認為,迄今已運行多年的美國費米實驗室的萬億電子伏特加速器可能已經獲得了希格斯玻色子存在的數據。


根據 BBC 的報導,當前LHC探測希格斯玻色子的計劃將於2011年10月完成,希格斯玻色子很可能在聖誕節附近被發現。

 原文引自:“上帝粒子”何時現身?2012年是上帝粒子之年

arrow
arrow
    全站熱搜

    smart 發表在 痞客邦 留言(0) 人氣()