欧洲大型强子对撞机将揭宇宙形成秘密

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据中国国际广播电台报道 迄今为止最大的科学研究设备——大型强子对撞机，正在紧张的安装调试之中。欧洲粒子物理研究所的研究人员，正在一条长达27公里的地下隧道里，安装这台巨型管状粒子加速器及其相关设备。几个月后，它就将投入运行。届时，科学家们将可能不仅获得宇宙起源研究的资料，而且制造出黑洞。

　　对撞机工作的机理是：对两束粒子同时加速，使它们以接近光速的速度运动，然后让它们相撞。科学家们的计算显示：每个质子在撞向另一个质子时，其携带的能量相当于一辆重400吨的火车以每小时200公里的速度前进时所具有的能量。科学家们预测，每秒钟可以发生约8亿次这样的碰撞，而每次碰撞都能够产生一些亚原子碎片，供科学家们筛选和研究。
* M: O- O/ m7 L7 Y0 H* U" g4 ~
, X7 q' @. Z  W: H2 H- h　　而科学家们最想找到的，可能就是希格斯玻色子了。很多年以来，物理学界一直没有解决一个看似简单的问题，即物质为什么拥有质量？1964年，英国爱丁堡大学物理学教授彼得·希格斯提出了一个玻色子的理论，用以回答这个问题。

" L3 W3 t' ~- Z( O& G* a# E) l　　科学家们还希望在对撞过程中可以产生他们所感兴趣的其他东西，比如黑洞。欧洲粒子物理研究所的研究人员希望，大型强子对撞机可以轰开人类所不知道的其他宇宙维度，它就可能释放出巨大的能量，从而将其周围的物质吸进去，形成人造的微型黑洞。

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到时就可以验证四维或以上的空间维度是否真的存在了.

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２００１年１２月，欧洲核子研究中心的科学家在进行了为
% ]+ G# q' J8 X  o0 M+ h' p期一年的数据分析后，公布了对该中心大型正负电子对撞机关闭
) E; b; n: N! E$ C4 m  U2 L前最后５年为寻找希格斯玻色子而进行的大量实验的结果：没有
发现希格斯玻色子存在的证据。

. Z" ~: \+ I4 |3 N! P# \　　追求完美无疑是人类的天性之一。就好比我每每重装电脑时
总是要从ＦＤＩＳＫ做起，尽管大多时候ＦＯＲＭＡＴ完全可以
' O& X9 }, _( {6 U" _5 r解决问题，但总觉得这样颇不完美，累且繁复一点成为追求完美
的代价在我看来完全值得。当然，这个例子似乎并非“人类追求
6 g, v7 ]0 ?( D1 U完美”的强力明证，但似乎还有点逻辑价值。一千个人所追求的
& r' p5 s. s, }6 A! j, @- o: o! Y完美可能远远超过一千种形式，但在数千年研究积累之下，如今
大多数的粒子物理学家们对于完美的追求已经变的单一了，那就
# a' j; \/ P1 @3 i) V是——验证希格斯玻色子的存在。
6 {) l0 _4 G/ @1 E3 x" Q
$ j0 a! z: i5 p3 s  r　　粒子学家们的这一追求是完全可以理解的。因为数千年来，
人类在对物质本质的研究领域已经走到了这一步，那就是一旦验
证了希格斯玻色子的存在，物质构成之谜的神秘面纱就伸手可及！
# L2 S4 F! _- m有了希格斯玻色子，统一理论就完全成立了，将有更多的世间万
* z6 m- G: G5 d# ]. G" o8 `* }象因此而被认知，科学的世界也就毫无疑问的更加完美。有人因
' O& u$ N$ k. S2 ~8 g' t- i此将希格斯玻色子比做粒子物理学领域的“圣杯”，然而在我看
3 E0 E1 p+ X. t# t: J; y8 x& J% P来，它更像是促成人类追求完美的天使。
! j) u, _$ Q7 T# T  ~  f5 Y1 X7 j
% c5 D3 d" \' S+ K& a/ ]2 a- h　　还是让我们具体的看看，希格斯玻色子究竟是个什么样的东
( Y' d/ m3 @: x6 `! o0 e2 [4 O* \东。

　　人们已经发现，自然界中物体之间千差万别的相互作用，可
" z1 K0 n, Z- W9 f4 U1 T1 x以简单的划分为四种力：即引力、电磁力、维持原子核的强作用
力和产生放射衰变的弱作用力。在爱因斯坦的广义相对论解决了
重力的问题之后，人们很自然的开始尝试建立一个统一的模型，
以期解释通过后三种力相互作用的所有粒子。准确的说，这一假
设模型被称为标准模型，它把基本粒子（构成物质的亚原子结构）
分成三大类：夸克、轻子与玻色子。不用去管这个理论多么复杂，
我们需要知道的只是借助于这一理论使得物理学家们眼中的世界
变得简单起来：夸克借助于强作用力结合起来，由此产生出质子
和中子；这两种粒子再形成原子核。而属于轻子家族的电子则绕
! I0 t* L" E* k; q  n1 T' n/ c着原子核旋转，从而形成完整的原子结构。其他已知的亚原子粒
子，要么可归入轻子家族，要么是不同的夸克组成的。

, T$ G7 [! T0 W& G# M　　标准模型的出现，使得各种粒子如万鸟归林般拥有了一个共
同的“家园”，而且尤其让人陶醉的是，在这个模型中不同粒子
2 o/ ?, K0 V2 g) i的性质大体上都可以用具有数学对称性的定律来决定，非常之完
美。然而，这种完美有个致命的缺陷，那就是该模型预测出的粒
! L/ w' u: U2 E# v子没有任何差别并且质量都为零。于是，物理学家们开始了并不
0 i2 }  X2 ?( J2 b1 l陌生的修补理论大厦的工作，他们假定了希格斯场的存在。进一
步，由于任何已知的场都有与之相关的粒子，因此假设前进一步
的假设就导致了天使的出场——希格斯玻色子的存在。
, G6 ]: _' q2 k2 j% G
+ R' S( {) {4 v0 q$ G换个角度，让我们从假设的结论出发追溯回去似乎更容易理
- t; d' Z* P! N0 M2 q* t. I& H解。假设出的希格斯玻色子是物质的质量之源，是电子和夸克等
形成质量的基础。其它粒子在希格斯玻色子构成的“海洋”中游
弋，受其作用而产生惯性，最终才有了质量。而后所有的粒子在
% b2 U$ h' t# U# `- [2 I除引力外的另三种力的框架中相互作用，统一于标准模型之下，
6 B, q* O* j; k5 `构筑成大千世界。标准模型预言了６２种基本粒子的存在，这些
* ~* z) J8 d+ z" E1 m& L5 I粒子几乎都已被实验所证实，希格斯玻色子是最后一种未被发现
) ~& ^+ e# Y9 x5 S4 N, ^的基本粒子。

　　其实科学家们的完美在进入本世纪的时候几乎就要实现：２
2 s0 X3 C6 l8 {( Q& g3 N% H. A０００年９月，欧洲核子研究中心大型正负电子对撞机（ＬＥＰ）
  d, u" h3 I9 J7 I, E* Q' y研究项目的科学家介绍说，他们在实验中发现了一些表明希格斯
玻色子存在的迹象。天使似乎终于露出了她的微笑，然而可惜的
8 q: S; w$ p4 ~$ G4 e* y5 ?是，天使的笑容并非如同蒙娜丽莎般永恒。当人们为欧洲核子研
' X1 g. F! t1 J) [) N+ [' |究中心的科学家们更确切的证据翘首期待一年之后，等来的却是
0 H  Q* z" B4 e- \3 N相反的结果：科学家们没有发现希格斯玻色子存在的证据。如果
说有发现的话，那只是去年“发现希格斯玻色子存在迹象”的实
5 j0 Z" k2 f) h( l验数据分析错误。

　　由于现有理论估计希格斯玻色子的质量可能为８０吉电子伏，
但欧洲核子中心利用ＬＥＰ在１１５吉电子伏的能量水平上依然
( a* O$ p  N, f( ~8 d没有找到希格斯玻色子，因此许多科学家对这一结果感到十分失
: w  Y" b) D7 V8 E  H* r望。在这一结论的基础上，科学家们预计希格斯玻色子存在的可
5 N$ W4 f: [1 l9 A$ ?4 F. H* I0 S3 Y! k能性仅剩下３０％，如同欧洲核子中心的科学家尼尔·卡德所说：
$ P8 z, z& `0 d' @- K“我们失去了大部分的狩猎场”。不过，美梦依然有成真的概率，
毕竟还剩下３０％。对于科学而言，哪怕是０．０１％的可能都
完全可以铸就一幢新的理论大厦。只是，我们这里的希望是为了
挽救标准模型这座大厦而已。
　　其实，标准模型并非是唯一的理论体系。早在数十年前，就
. U% m9 k! ~- i, ]有人针对标准模型的缺陷提出了新的理论，即超对称理论，甚而
有之，还有人提出了条件更为宽泛的弦理论。而即使标准模型成
+ z8 c7 U: P2 S  V' e: O立，由于其不能将引力纳入其体系之中也不能满足一些科学家对
) [& q. I- t* J9 r% q  n+ R完美的追求，他们认为宇宙不可能由两种毫不相干的理论统辖。
所以，希格斯玻色子这一天使即便是降临人世，也应该不会成为
) b( X- J1 N% Q8 [' R2 T人们追求完美世界的终结。
  D) O$ K8 Q! o2 X8 C4 S! M
) K& @, x9 Y# r3 a　　或许，不久人们就会真的发现希格斯玻色子的存在；或许，
不久人们将发现其它现有理论模型更加精确并找到另外的天使；
或许，人们终将推翻所有现有假设建立全新的理论模型并最终得
到验证；或许，人们在得到验证的结果后又发现人类认知的世界
1 d/ r. r/ e( r" y" f被引入全新的领域；或许……无论如何，我们需要的其实并不是
9 ^  ~* S3 b8 [$ ?/ N9 d. z6 L, a天使，只是一个合理的存在。