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“上帝粒子”的性质尚需进一步探究

zj2635

2012/07/06

俯瞰大型强子对撞机

CMS紧凑μ子线圈探测器

CMS紧凑μ子线圈探测器发言人宣布新玻色子的发现
现年83岁的彼得·希格斯教授
大型强子对撞机将在年底验证新玻色子的自旋特性
腾讯科技讯（Everett/编译）据国外媒体报道，昨天欧洲核子研究中心的科学家宣布了关于希格斯玻色子，即被喻为“上帝粒子”发现结果，严格地说CMS紧凑μ子线圈探测器和ATLAS超导环场探测器得出的结果还存在500万至1000万分之一的证伪概率，也就是说从概率学统计上看，“上帝粒子”并没有得到100%的确认。但科学家认为这样的结果已经足够可以对外宣布发现了希格斯玻色子的存在，这是全世界最想得到的粒子，目前已经被人类发现了。
狂热的掌声、口哨声以及欢呼声荡漾在位于瑞士与日内瓦边界上的欧洲核子研究中心总部礼堂内，这里是高能物理、粒子对撞实验的研究基地。早在五十年前左右，英国爱丁堡大学教授彼得·希格斯就曾预言了该粒子的存在，希格斯玻色子的发现意味着粒子物理学标准模型可以解释所有已知的粒子和力场，现在已经发展完整了。
科学家认为希格斯玻色子位于125至126 GeV质量区间内，由欧洲核子研究中心大型强子对撞机CMS紧凑μ子线圈探测器与ATLAS超导环场探测器进行对撞分离试验，其标准差需达到5西格玛的水平。从该标准差角度看，即使按照粒子物理学家的严格标准，这样统计学概率也足以确认新粒子的发现。
在当地时间上午九时许，欧洲核子研究中心总干事罗尔夫豪雅（Rolf Heuer）对一场激烈的研讨会做了最后的总结，认为我们已经发现了希格斯玻色子的存在。现在，在澳大利亚墨尔本举行的高能物理国际会议受到了越来越多人的关注，来自欧洲核子研究中心的科学家成为了会议的焦点人物。但是，位于伊利诺伊州芝加哥市附近的美国国家费米实验室主任、物理学家皮耶·奥登（Pier Oddone）对欧洲核子研究中心宣布希格斯玻色子被发现一事表达了自己的见解：他认为欧洲核子研究中心对希格斯玻色子的判断还需要进一步确认，并评论到：“这看起来像是一只鸭子，而且走起路来也像只鸭子，因此我们也打算将其确认为鸭子”。
根据CMS紧凑μ子线圈探测器科学家乔·因坎代拉（Joe Incandela）以及ATLAS超导环场探测器科学家法比奥拉·贾诺蒂（Fabiola Gianotti）在一份报告中提到，我们发现了在125至126 GeV质量区间内存在于理论上希格斯玻色子相符合的神秘粒子，他们都声称CMS紧凑μ子线圈探测器与ATLAS超导环场探测器达到了5西格玛的标准差，这两个公告得到了热烈的欢呼。这个结果与较早前的发现大致相同，在去年12月份的对撞机研究中，至少两个科学家小组报告了类似的希格斯玻色子的提示信息。
在欧洲核子研究中心的礼堂外，发布日前晚十一点多久开始有人排队等待进入发布礼堂中，由于没有足够的房间，许多人只能在门外守候。在过去的几天内，一连串的谣言、秘闻透露以及炒作层出不穷，而事实上该发现仅是一个简单的数据收集，我们有自信认为目前的发现是最好的预期结果。
科学家认为希格斯玻色子赋予了所有基本粒子以质量，允许物质的存在事件发生，这是一个基本的物质或者量子单元，不论是希格斯场还是所有普通的实体，都必须允许所有的粒子通过，但是一些像光子就可以不受阻碍，因为它们是无质量的。这就如同一只被困在蜜糖中的苍蝇，必须顽强地奋斗。希格斯粒子与希格斯场在标准模型中存在，但在欧洲核子研究中心的报告出来前，还没有被确定探测到。
在欧洲核子研究中的研讨会上充满了各种情绪和兴奋，比如彼得·希格斯教授（Peter Higgs），他在1964年假设了希格斯玻色子的存在，他认为今天在他的一生中发生了一件不可思议的事情。ATLAS超导环场探测器科学家法比奥拉·贾诺蒂认为该粒子与标准模型中的玻色子质量符合的非常好，但许多物理学家更倾向于称其为“新玻色子”，而不是希格斯玻色子。
这是因为我们还不知道该粒子的具体属性，即便是在质量区间上与标准模型中的希格斯玻色子符合得很好，但是还不能确认我们所发现的粒子与希格斯玻色子之间还存在那些相似属性。欧洲核子研究中心总干事罗尔夫豪雅认为：这是一次长途旅行，我们下一步将着手调查新发现粒子的所有属性，其中一个特性为粒子的自旋，在标准模型中希格斯玻色子的自旋应该为零。根据CMS紧凑μ子线圈探测器科学家奥利弗·巴奇木勒尔（Oliver Buchmueller）介绍：“大型强子对撞机将在2012年底确认希格斯玻色子的自旋特性。”
我们目前所知道的标准模型是不完整的，其中并不包含暗物质和引力，因此非标准模型的希格斯子可能会更令人感到兴奋。欧洲核子研究中心总干事罗尔夫豪雅对此评论为：每个人都不只是对发现感到兴奋，而是关心这项发现的应用前景。

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