歐洲核子物理中心(CERN)北京時間7月4日下午3點舉行一場學術講座,宣布Atlas和CMS兩個實驗都觀測到一種質量介於125-126GeV之間的新粒子。「雖然目前還無法確定這個新粒子就是希格斯玻色子(Higgs),但從其質量、衰變方式等方面看,這個新粒子極可能就是『上帝粒子』希格斯。」參與Atlas實驗的中科院高能物理研究所教授婁辛丑說。
現代物理學認為,宇宙中所有物質都是由幾種基本粒子構成的。在粒子物理學中,科學家們提出一個標準模型,用於描述強力、弱力及電磁力這三種基本力及組成所有物質的基本粒子。標準模型於20世紀70年代提出,不僅對當時所有已知粒子進行了正確的分類,並準確預言了W玻色子、Z玻色子等基本粒子的存在。
在標準模型中,希格斯粒子是關鍵的一環。這個被稱為「上帝粒子」的粒子,能夠解釋質量的起源。中科院高能物理研究所研究員陳國明是CMS中國組的成員之一,他介紹說,根據標準模型理論,希格斯是其他基本粒子產生質量的原因。「簡單地說,有希格斯,基本粒子才有質量,才產生引力,宇宙才能演變成現在這樣。」
陳國明說:「LHC(歐洲大型強子對撞機)是現在世界上最大、能量最高的粒子加速器,我們用它來模擬宇宙開始的時刻。如果希格斯存在,理論上它必將被LHC找到。否則,標準模型就是不準確的,我們對物質世界的認識可能就要改寫。」
LHC是一個國際合作的大科學工程,美國、日本、法國、瑞士、義大利、中國等100多個國家和地區參與其中。在Atlas和CMS兩個實驗中,我國科學家都參與了探測器建造、物理分析等工作,發揮了重要作用。比如在CMS實驗中,就採用了中國組提出的一種區分方法,提高了尋找希格斯的靈敏度。
雖然新粒子「很像希格斯」,但目前仍無法定論。「我們還在繼續獲取數據並進行分析。」陳國明說:「即使證明了新粒子是希格斯,也不是物理學的終點,因為我們仍然無法知道什麼是暗物質。」
(原載於《光明日報》 2012-07-05 07版)