不再是“謠言”？
目前，全世界主要有兩大機(jī)構(gòu)在尋找希格斯粒子。一個(gè)是位于法國(guó)和瑞士交界處的歐洲核子研究中心，它建有世界上最大質(zhì)子-質(zhì)子對(duì)撞機(jī)LHC。在這里，加速器將粒子幾乎加速到光速，在探測(cè)器中實(shí)現(xiàn)對(duì)撞，并記錄所撞出的粒子。另一個(gè)就是美國(guó)的費(fèi)米國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，該實(shí)驗(yàn)室是美國(guó)最大的高能物理研究實(shí)驗(yàn)室，在世界上僅次于歐洲核子研究中心。
去年秋天，費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室的萬(wàn)億電子伏加速器Tevatron因?yàn)榻?jīng)費(fèi)問(wèn)題而關(guān)閉，然而該實(shí)驗(yàn)室積累了大量可供科學(xué)家進(jìn)行分析的數(shù)據(jù)。3月初，費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家宣稱(chēng)，他們最新數(shù)據(jù)分析的結(jié)果顯示，希格斯粒子可能存在于115GeV??135GeV之間，置信度為2.2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)偏差，這一數(shù)據(jù)意味著該實(shí)驗(yàn)有1/36的幾率是誤報(bào)或者噪音。在科學(xué)界，置信度5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)偏差的實(shí)驗(yàn)結(jié)果才被視為正式發(fā)現(xiàn)。費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室的觀測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)自于安裝在Tevatron上的兩個(gè)探測(cè)器，它們采用不同的技術(shù)捕捉和分析新粒子的信息。
和費(fèi)米國(guó)家實(shí)驗(yàn)室類(lèi)似，歐洲核子研究中心的對(duì)撞機(jī)上也在不同位置安裝了不同的探測(cè)器，以相互驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。不同之處在于，歐洲核子研究中心采用的是通過(guò)質(zhì)子和質(zhì)子對(duì)撞，來(lái)分析產(chǎn)生輕子和光子過(guò)程中的數(shù)據(jù)；而費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室采用的是通過(guò)撞擊質(zhì)子和反質(zhì)子，來(lái)分析產(chǎn)生底夸克和反底夸克過(guò)程中的數(shù)據(jù)。
在過(guò)去幾年里，關(guān)于希格斯粒子存在的“謠言”在歐洲核子研究中心和美國(guó)費(fèi)米國(guó)家實(shí)驗(yàn)室常常“閃現(xiàn)”，然而經(jīng)常出現(xiàn)的情況是，一組科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了希格斯粒子的跡象，另一組科學(xué)家則發(fā)現(xiàn)相反的結(jié)果，科學(xué)家們始終在證明“上帝粒子”存在的證據(jù)上難以步調(diào)一致。
然而這次的情況與以往不同。去年12月13日，歐洲核子研究中心LHC上的兩個(gè)探測(cè)器的科學(xué)家宣布，他們分別發(fā)現(xiàn)了一種質(zhì)量在126GeV到124GeV區(qū)間的“上帝粒子”的線索。費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室近期公布的實(shí)驗(yàn)結(jié)果則和歐洲去年的這個(gè)發(fā)現(xiàn)大致吻合。這是不同對(duì)撞機(jī)、不同探測(cè)器、不同科學(xué)機(jī)構(gòu)在發(fā)現(xiàn)“上帝粒子”跡象方面第一次取得大致相同的結(jié)果。雖然這些發(fā)現(xiàn)還不能讓科學(xué)家們宣告勝利，但這足以讓他們期待今年就可能有最終的結(jié)果。
等待“上帝粒子”現(xiàn)身
根據(jù)當(dāng)代粒子物理學(xué)的“標(biāo)準(zhǔn)模型”，空間充斥著一種神秘的物質(zhì)，稱(chēng)為希格斯場(chǎng)，和電磁場(chǎng)和引力場(chǎng)不同的是，希格斯場(chǎng)的強(qiáng)度在空間的每一處都嚴(yán)格相同，而變化的只是各種不同的基本粒子與它的作用方式。正是這些作用方式，給基本粒子賦予了質(zhì)量。如果沒(méi)有了質(zhì)量和與之息息相關(guān)的作用力，我們的星系、恒星、包括我們自己都不會(huì)產(chǎn)生。
標(biāo)準(zhǔn)模型所設(shè)想的62種基本粒子中，希格斯玻色子是目前唯一尚未被發(fā)現(xiàn)的粒子。物理學(xué)家相信，它是所有物質(zhì)的質(zhì)量之源，是促成宇宙形成的重要粒子，但是極難被發(fā)現(xiàn)和分辨，因而有人形容它是物理學(xué)家的“圣杯”。
“現(xiàn)在的這個(gè)結(jié)果更加強(qiáng)了人們對(duì)今年下半年可能發(fā)現(xiàn)的期待。如果真的如期發(fā)現(xiàn)了希格斯粒子，一方面說(shuō)明標(biāo)準(zhǔn)模型非常完美，但另一方面也限制了發(fā)現(xiàn)所謂超出標(biāo)準(zhǔn)模型的新物理的可能性，”清華大學(xué)物理系教授王青對(duì)《中國(guó)新聞周刊》表示，“反之，如果沒(méi)能發(fā)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)模型中的希格斯粒子，那么就存在非標(biāo)準(zhǔn)模型希格斯粒子的可能性，并且，也有不存在希格斯粒子的可能性。那就意味著目前粒子物理的標(biāo)準(zhǔn)模型是不完備的，有超出它的新東西存在。”
在物理學(xué)界，一些科學(xué)家對(duì)希格斯粒子是否存在表示懷疑。坐在輪椅上通過(guò)電子儀器“說(shuō)話(huà)”的物理學(xué)家斯蒂芬·霍金就打賭說(shuō)，“上帝粒子”并不存在。當(dāng)然，希格斯本人對(duì)自己的理論充滿(mǎn)信心，他已經(jīng)準(zhǔn)備好了用來(lái)慶祝的香檳。