嚴(yán)格科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)里暫無(wú)“上帝粒子”。
12月13日下午,歐洲核子研究中心(CERN)參與超環(huán)面儀器(ATLAS)和緊湊渺子線圈(CMS)探測(cè)實(shí)驗(yàn)的科學(xué)家們宣布,他們首次發(fā)現(xiàn)了被稱(chēng)為“上帝粒子”的希格斯玻色子存在的“線索”,但未獲得直接證據(jù)。目前,最新發(fā)現(xiàn)并不滿(mǎn)足一項(xiàng)“確鑿的科學(xué)發(fā)現(xiàn)”所要求的嚴(yán)苛的科學(xué)標(biāo)準(zhǔn),因此,希格斯玻色子是否真的存在,答案要等到2012年年底才會(huì)揭曉。
猶記得一周前,他們宣稱(chēng)“一周后公布結(jié)果”;今天,又說(shuō)“結(jié)果明年底揭曉”。歐洲核子研究中心踏踏實(shí)實(shí)地拿捏了一把大眾的胃口。
“上帝粒子”或已“現(xiàn)身”
據(jù)英國(guó)《新科學(xué)家》網(wǎng)站12月13日?qǐng)?bào)道,歐核中心的科學(xué)家們宣稱(chēng),“上帝粒子”可能已經(jīng)在大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(LHC)內(nèi)“現(xiàn)身”。LHC所包含的ATLAS和CMS兩大著名的探測(cè)器已經(jīng)探測(cè)到了一種輕量希格斯粒子的線索,如果結(jié)果獲得證實(shí),將填補(bǔ)標(biāo)準(zhǔn)模型上唯一缺失的一塊。
更令人興奮的是,這種質(zhì)量約為125Gev/c(Gev/c是基本粒子質(zhì)量的一個(gè)單位,其中Gev是10億電子伏特,c是光速的平方)的希格斯粒子也將為科學(xué)家們開(kāi)創(chuàng)新的研究領(lǐng)域,因?yàn)橘|(zhì)量非常輕的這種粒子至少需要另外一類(lèi)新粒子來(lái)讓其保持穩(wěn)定。CMS小組的發(fā)言人吉多·托內(nèi)利表示:“因此,這個(gè)令人興奮的新發(fā)現(xiàn)將會(huì)引來(lái)一系列新發(fā)現(xiàn)!
自從科學(xué)家們于上世紀(jì)60年代提出標(biāo)準(zhǔn)模型理論以來(lái),在描述粒子和原子如何相互作用方面,標(biāo)準(zhǔn)模型一直非常成功,但美中不足的是,標(biāo)準(zhǔn)模型上還有“缺失的一環(huán)”,那就是,科學(xué)家們一直無(wú)法證實(shí)希格斯玻色子是否真的存在?茖W(xué)家們認(rèn)為,希格斯粒子是萬(wàn)物的質(zhì)量之源,但問(wèn)題在于,標(biāo)準(zhǔn)模型不能預(yù)測(cè)希格斯粒子本身的重量。因此,多年來(lái)科學(xué)家們一直在不同的粒子對(duì)撞實(shí)驗(yàn)中搜尋最簡(jiǎn)單、最普通的希格斯粒子。一系列實(shí)驗(yàn)已經(jīng)將其質(zhì)量限定在115Gev/c到141Gev/c之間。
今年,ATLAS和CMS這兩臺(tái)探測(cè)器實(shí)施了總能量高達(dá)7萬(wàn)億電子伏特的質(zhì)子束流對(duì)撞,這是迄今最高能量的質(zhì)子束流對(duì)撞實(shí)驗(yàn),科學(xué)家們希望在碎片中發(fā)現(xiàn)希格斯玻色子的蹤跡。
13日下午,托內(nèi)利和ATLAS探測(cè)器小組的負(fù)責(zé)人法比奧拉·吉亞諾蒂分別公布了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。ATLAS小組將這種希格斯粒子的質(zhì)量限定在115Gev/c到131Gev/c之間;而CMS團(tuán)隊(duì)則認(rèn)為這種希格斯粒子不會(huì)比127Gev/c更重。
更令人興奮的是,ATLAS發(fā)現(xiàn)了一種質(zhì)量為126Gev/c的希格斯粒子的線索;CMS則發(fā)現(xiàn)了一種質(zhì)量為124Gev/c希格斯粒子的線索。兩個(gè)實(shí)驗(yàn)幾乎觀察到同一質(zhì)量希格斯粒子的線索,這在科學(xué)史上尚屬首次。托內(nèi)利說(shuō):“ATLAS小組的結(jié)果對(duì)我們來(lái)說(shuō)非常重要,我們采用不同的方法,得到了幾乎同樣的結(jié)果,真可謂是殊途同歸。”
希格斯粒子可能會(huì)出現(xiàn)在LHC內(nèi)高速質(zhì)子對(duì)撞產(chǎn)生的殘骸中,但無(wú)法被直接看到,因此科學(xué)家們采用的替代方法是,觀察不同質(zhì)量的希格斯玻色子衰變產(chǎn)生的更輕的粒子和質(zhì)子束流,由于普通粒子也會(huì)產(chǎn)生同樣的衰變產(chǎn)物,搜尋希格斯粒子的科學(xué)家們會(huì)在探測(cè)器中尋找某些產(chǎn)物出現(xiàn)的“可疑的超出額”。