《國際先驅導報》記者 吳陳 發自日內瓦
當一個多星期以前,歐洲核子研究中心(CERN)預告將於7月4日宣布有關尋找「希格斯玻色子」的最新進展時,仿佛投入平靜湖面的石子,激起的漣漪迅速從物理學家的小圈子擴散開去,成了眾人的狂歡。
其實,成功預言該粒子的英國物理學家彼得·希格斯並不喜歡「上帝粒子」(GodParticle)這個流行的暱稱,如果不是因為美國物理學家萊德曼的編輯,它可能被叫做「該死的粒子」(GoddamnParticle),但它的確讓「希格斯玻色子」這個對外行人高深莫測的名詞更加「親民」。
有關「上帝粒子」的理智與情感
7月4日,CERN宣布,該中心的兩個強子對撞實驗項目——ATLAS(超環面儀器)和CMS(緊湊繆子線圈)均發現一種新的粒子,具有和科學家們多年以來一直尋找的希格斯玻色子相一致的特性。
這兩個研究小組分別確認目前通過大型強子對撞機取得的數據發現了在125-126吉電子伏特質量區間存在一種新的粒子,數據的確定性為5西格瑪,即理論物理界可以確認「發現」的水平。
因為激動,CMS的發言人因坎代拉在整個報告過程中都有些上氣不接下氣,他說,聽眾雷鳴般的掌聲通常是足球比賽中才會出現的場景;ATLAS的發言人賈諾蒂就「淡定」不少,但她在報告結尾的那句:「感謝你,自然!」真有擊中聽眾淚點的功效。
CERN現場直播的攝像機捕捉到了希格斯摘下眼鏡、用紙巾擦拭雙眼的畫面;兩組報告人發言結束後,座無虛席的報告廳全體聽眾向在座的預言「希格斯玻色子」的物理學家們:希格斯、恩格勒特和古拉爾尼克鼓掌致敬。
「從外行的角度,我們找到它了」
希格斯等六位科學家在上世紀60年代提出「希格斯機制」,解釋了基本粒子質量的來源,是今天理論物理界主流的「標準模型」理論的重要組成部分。
根據「希格斯機制」預言出的希格斯玻色子是一種自旋為零的玻色子,是物質的質量之源。其他粒子在希格斯玻色子構成的「海洋」中遊弋,受其作用而產生慣性,最終才有了質量。爾後所有粒子在除引力外的另3種力的框架中相互作用,統一於「標準模型」之下,構築成大千世界。六人因為這一貢獻於去年獲得美國物理學會粒子物理學最高獎櫻井獎。
在7月4日持續兩、三分鐘的掌聲和歡呼聲中,希格斯說:「難以相信在我的有生之年看到它的發生。」
尋找這顆作為構建「標準模型」華麗大廈最重要基石的神奇粒子花去了研究者近50年的時間,著名物理學家霍金還曾和人打賭說不可能找到「希格斯玻色子」。
揚眉吐氣也好,如釋重負也罷,這確實是一個值得慶祝和紀念的時刻。
但這些年的苦苦尋覓真的可以畫上句號了嗎?記者們變換著各種方式追問CERN主任、德國粒子物理學家霍伊爾和兩位發言人,希望從他們口中得到一個肯定的回答:這個新粒子到底是不是「希格斯玻色子」?
這一刻,他們一如既往地理智嚴謹。霍伊爾說:「以一個外行的角度來看,我覺得我們找到它了。但作為科學家,我得問,『我們找到的是什麼?』」
他們說還需要更加大量的數據來確認新粒子的特性——是與標準模型中假設的希格斯粒子特性完全吻合,還是有一些不匹配的地方,如果是後者,則將開闢標準模型之外的物理學新領域。
研究者稱,到今年年底,對撞數據總量預期將達到現有數據量的3倍多,對新粒子的分析將更加明確。