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“上帝粒子”可能被发现

2012-07-05  文山书院

“上帝粒子”可能被发现

《 光明日报 》( 2012年07月05日   08 版)

    本报北京7月4日电(记者齐芳)欧洲核子物理中心(CERN)北京时间今天下午3点举行一场学术讲座,宣布Atlas和CMS两个实验都观测到一种质量介于125-126GeV之间的新粒子。“虽然目前还无法确定这个新粒子就是希格斯玻色子(Higgs),但从其质量、衰变方式等方面看,这个新粒子极可能就是‘上帝粒子’希格斯。”参与Atlas实验的中科院高能物理研究所教授娄辛丑说。

 

    现代物理学认为,宇宙中所有物质都是由几种基本粒子构成的。在粒子物理学中,科学家们提出一个标准模型,用于描述强力、弱力及电磁力这三种基本力及组成所有物质的基本粒子。标准模型于20世纪70年代提出,不仅对当时所有已知粒子进行了正确的分类,并准确预言了W玻色子、Z玻色子等基本粒子的存在。

 

    在标准模型中,希格斯粒子是关键的一环。这个被称为“上帝粒子”的粒子,能够解释质量的起源。中科院高能物理研究所研究员陈国明是CMS中国组的成员之一,他介绍说,根据标准模型理论,希格斯是其他基本粒子产生质量的原因。“简单地说,有希格斯,基本粒子才有质量,才产生引力,宇宙才能演变成现在这样。”

 

    陈国明说:“LHC(欧洲大型强子对撞机)是现在世界上最大、能量最高的粒子加速器,我们用它来模拟宇宙开始的时刻。如果希格斯存在,理论上它必将被LHC找到。否则,标准模型就是不准确的,我们对物质世界的认识可能就要改写。”

 

    LHC是一个国际合作的大科学工程,美国、日本、法国、瑞士、意大利、中国等100多个国家和地区参与其中。在Atlas和CMS两个实验中,我国科学家都参与了探测器建造、物理分析等工作,发挥了重要作用。比如在CMS实验中,就采用了中国组提出的一种区分方法,提高了寻找希格斯的灵敏度。

 

    虽然新粒子“很像希格斯”,但目前仍无法定论。“我们还在继续获取数据并进行分析。”陈国明说:“即使证明了新粒子是希格斯,也不是物理学的终点,因为我们仍然无法知道什么是暗物质。”

 

    【链接】

 

    上帝粒子

 

    有关这一粒子的理论最早在1964年由包括英国爱丁堡的皮特·希格斯(Peter Higgs)教授等6位物理学家共同提出,目的是解释质量的起源。因此希格斯玻色子被誉为了解宇宙的关键所在。与其他构成宇宙基础构建的基本粒子不同,希格斯粒子一直还没有在实验中被观察到。

 

    理论上,这一粒子的存在将补全描述整个宇宙如何运行的物理学标准模型的缺陷。物理学家表示这种粒子赋予构成原子的粒子质量。原子构成了从行星到人类的宇宙万物。如果没有质量,这些粒子将以光速在宇宙内穿行,无法结合在一起形成原子。

 

    欧洲核子中心的大型强子对撞机(LHC)是人类有史以来建造的最强大的粒子加速器,它的工作原理是将两束质子流以接近光速的速度迎头相撞,在此过程中得到其他粒子。如果在LHC加速器中进行的数以十亿计的对撞实验中真的产生希格斯玻色子,根据预测,它应当是不稳定的,会迅速衰变为更加稳定,质量更小的粒子。物理学家们需要对这些衰变产物进行分析,并且通过分析来推断这种被称为“上帝粒子”的神秘粒子是否存在。          (晓华)

 

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