主题：【分享】“上帝粒子”希格斯玻色子六问

2012年07月04日 14:04  新浪科技微博

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位于瑞士和法国边境的大型强子对撞机(LHC)设备，它是全世界最强大的粒子加速器设备

　　新浪科技讯 北京时间7月4日消息，据国外媒体报道，欧洲粒子物理研究所的科学家近日表示，他们已经接近发现希格斯-玻色子。研究人员们已经捕捉到一些线索，目前的工作就是做进一步的努力去最终确定这一发现。那么究竟什么是希格斯-玻色子？它又为何如此重要？以下是一些常见问题的解答：

　　什么是希格斯-玻色子？

　　希格斯粒子是一种亚原子粒子，也就是说，理论上认为它应当是构成宇宙的最基本组成部件之一。但是它仍然有待实验观测证实。科学家们提出的物理学标准模型预言了这种粒子的存在，其作用是解释为何其它粒子会拥有质量。根据这一理论，在宇宙大爆炸之后，一种看不见的力，即希格斯场和与之相对应的粒子——希格斯-玻色子一同形成。正是这个场赋予其它基本粒子以质量的属性。

　　为何这一粒子如此重要？

　　希格斯场赋予整个宇宙中其它粒子以质量的方式可以用游泳者在水池中受到的水的阻力来做比喻。如果粒子没有质量，它们便可以在宇宙中以光速前进，因为质量的本质便是对物体改变其速度的制约性。

　　这种粒子最早是什么时候被提出来的？

　　有关这一粒子的理论最早是在1964年由6位物理学家共同提出来的，其中就包括英国爱丁堡的皮特·希格斯(Peter Higgs)教授。他们当时提出这一粒子的目的就是为了解释质量的起源。

　　理论上，这一粒子的存在将正好补全描述整个宇宙如何运行的物理学标准模型的缺陷，因此它便显得尤其重要。但是和其它构成宇宙基础构建的基本粒子不同，希格斯粒子至今仍然隐匿无踪，没有能在实验中被观察到。

　　如何对其进行搜寻？

　　欧洲核子中心的大型强子对撞机(LHC)是人类有史以来建造的最强大的粒子加速器，它的工作原理是将两束质子流以接近光速的速度迎头相撞，在此过程中得到其它粒子。

　　在1989年至2000年之间，科学家们也曾使用同样位于欧洲核子中心的另一台加速器LEP进行搜寻工作，而在今年年初由于经费不足被关停之前，美国的Tevatron加速器也进行过对这一神秘粒子的搜寻工作。物理学家们表示，目前所收集的数据仍处于分析阶段，或许它们最终将会对搜寻玻色子产生有益的影响。

　　那么科学家们如何能知道自己究竟是否发现了这样的粒子呢？

　　如果在LHC加速器中进行的数以十亿计的对撞实验中真的产生了希格斯-玻色子，根据预测，它应当是不稳定的，会迅速衰变为更加稳定，质量更小的粒子。物理学家们需要对这些衰变产物进行分析，并且通过分析来推断这种被称为“上帝粒子”的神秘粒子是否存在。

　　在分析过程中，希格斯粒子是否存在会从数据图形的峰值中体现出来。然而即便科学家们发现了这样的峰值，他们也不能就此宣布发现了希格斯粒子，只有当他们确认这一信号是统计误差的概率低于100万分之一时才能比较有把握的宣布发现结果。

　　如果最终发现，或者没有发现这样的粒子存在，意味着什么？

　　如果希格斯粒子最终被证实完全符合理论预期，那么这样可能会让物理学家们有一点点失望，因为他们原本指望此次在LHC的实验将会拓展人类对于宇宙的认识。但是从另一方面来讲，如果实验确认这样的粒子实际上并不存在，那么现有的标准模型将需要彻底改写，而我们对于宇宙的认识也将发生革命性的改变。(晨风)