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上帝粒子?該死的粒子!

上帝粒子?該死的粒子!

2013-10-12 11:21:59

  略作修改后,希格斯把它投給了《物理快報》的競爭對手、美國的《物理評論快報》。論文被送到“識貨”的南部一郎(2008年諾貝爾物理學獎得主)手中,請他做同行評議。南部要求希格斯評論一下他的論文與比利時物理學家R.布勞特與弗朗索瓦·恩格勒特剛剛在同一期刊發(fā)表的論文之間的關(guān)系,解釋其理論的物理學意義。

  希格斯此前從未聽說過布勞特與恩格勒特針對同一問題所做的工作,于是他聽從建議,在自己只有兩頁半篇幅的論文中加了一則注腳,表示注意到了他們的論文;又在正文中添加了最后一段,對“標量玻色子和矢量玻色子的不完全重態(tài)”的可能性表示了關(guān)注,并相當隱晦地提到了存在另一個有質(zhì)量且自旋為零的玻色子的可能性,即存在希格斯場的量子粒子的可能性。這種能吸引其他粒子進而產(chǎn)生質(zhì)量的粒子,就是著名的希格斯玻色子。根據(jù)希格斯模型,基本粒子是跟一種看不見的、無所不在的場發(fā)生相互作用而獲得了質(zhì)量。

  到了20世紀70年代,通過對多種粒子的研究,物質(zhì)的所有性質(zhì)原則上都可以用一種相對簡單并更有條理的理論來解釋,即把現(xiàn)實中的一切歸結(jié)為大約12種粒子和4種作用力。這種數(shù)學上自洽的理論被稱為“標準模型”。它將那些組成天地萬物的所有基本微粒系統(tǒng)地分門別類,形成了一張簡單的列表,并闡明了微粒之間相互作用的規(guī)律。“標準模型”預言了62種基本粒子的存在,其中61種粒子相繼被實驗所證實,只有希格斯玻色子難覓蹤影。

  到底是什么東西在阻礙呢?

  萊德曼在《上帝粒子》中“咬牙切齒”地寫道:“宇宙中有一個無所不在的幽靈一樣的大壞蛋,正在阻止我們理解物質(zhì)的真正本質(zhì),阻止我們獲得終極的知識。”這個障礙叫希格斯場。它陰冷的觸角伸向宇宙的各個角落,而它的科學和哲學意義讓物理學家起了一身雞皮疙瘩。希格斯場通過希格斯玻色子來施展它的邪惡的魔力。

  這種粒子對于我們最終理解物質(zhì)的結(jié)構(gòu)舉足輕重;而同時又是那樣難以琢磨,萊德曼給它取了一個綽號:上帝粒子(God Particle)。他原來取的名字是“該死的粒子”( Goddanmn Particle):“考慮到它那‘惡毒’的本性,再加上花在它身上的巨額資金,我認為這個名字可能更加合適。”但出版商變通一下,就成了“上帝粒子”。

  尋找希格斯玻色子正是建造超級對撞機的主要原因之一。物理學家需要希格斯玻色子來解釋一個對普通人來說不是問題的問題:萬物皆有質(zhì)量。

  2012年7月4日,位于日內(nèi)瓦的歐洲核子中心舉行發(fā)布會,宣布科學家發(fā)現(xiàn)了希格斯粒子的存在。恩格勒特與希格斯也應(yīng)邀出席了這個發(fā)布會(他們是第一次見面,布勞特已于2011年去世)。2013年10月8日,瑞典皇家科學院宣布,本年度的諾貝爾物理學獎由恩格勒特與希格斯共同分享。

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