 鲜花( 0)  鸡蛋( 0)
|

楼主 |
发表于 2006-11-20 21:30
|
显示全部楼层
2001年12月,欧洲核子研究中心的科学家在进行了为
( W/ o! p1 I( x8 T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. O" Q4 l' C. q; a3 L/ g
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
/ r- S5 u9 V' l N6 p {7 A发现希格斯玻色子存在的证据。1 r7 P! O$ ]! f0 B* w0 o
1 F6 J8 ~9 N' Y" R" u. H: z: Z
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
2 F* V% E9 E; n& G总是要从FDISK做起,尽管大多时候FORMAT完全可以9 P; x% R# S* Z" O) f
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
$ I: E; f6 l! @6 b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2 K4 ?1 Y: d( J# s% 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7 e1 F4 l: M v2 K: \
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
" f; K% Z3 U9 w z) r7 X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6 W" _* k& e, s$ I. X
是——验证希格斯玻色子的存在。
+ X& }' W' D) w9 O' w$ \$ D* @& E# a9 A4 T& q& j7 n- q0 |
粒子学家们的这一追求是完全可以理解的。因为数千年来,
( T* o0 m& h+ f; n/ d. p4 z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% z" s3 b, P z
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!$ x* k7 g& h, ]" Z: y* M4 @
有了希格斯玻色子,统一理论就完全成立了,将有更多的世间万8 L i) K3 Z! y- F* y+ T
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; I& t& V: ?3 X7 A. I7 t! y
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9 e+ Z D6 J0 E
来,它更像是促成人类追求完美的天使。+ m. r5 T5 f% t% J- i3 n2 |: Z
Y4 _3 F! N) L& u8 ~ 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* F) d) K# g: _& { X( S东。" v. D2 Q' ?, L; u
5 R1 ~9 S0 b4 w- q' j
人们已经发现,自然界中物体之间千差万别的相互作用,可
6 M, l- X/ u' ]% v, u9 i- r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" Y$ d& ]6 Z) y) Z: y# w; m
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
, v/ n3 l, Z6 b0 c* d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,5 ~" R" Q1 h$ R' a- v1 Z
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
7 `% `- x3 ]9 _. U" q- E0 `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)+ V( r# m! P9 Y: K
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,& p% `. R2 m4 J5 H$ j* b' x w, B
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+ j7 l1 N9 |) Z( s" M& p
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
. ?6 b; L; a' q$ }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
& B; R: v/ E% a# @- w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- e3 w, b) I6 r, A/ k. C6 I
子,要么可归入轻子家族,要么是不同的夸克组成的。" y. s. Q/ g* s# z/ q1 J) ~* `# j
$ ~8 y' g, U% m4 R9 I( V e. x% f 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8 }9 o; |2 F; @7 Z# B4 s4 G
同的“家园”,而且尤其让人陶醉的是,在这个模型中不同粒子1 v, C" z/ I* Q$ F9 p
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
. k/ L( k: A7 M" C8 t3 w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) l4 B, U1 J2 Q3 q
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+ y6 A% X7 ?' ?6 O
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
- q' @; I! B# C0 q s! _0 D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
! L: z+ G/ a8 W8 j的假设就导致了天使的出场——希格斯玻色子的存在。! m' f. T/ m. Z2 L h# R
4 d" q& |- {0 d& k: e% m6 {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
7 i* ?4 ^7 L; |8 {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
; @+ T+ K8 u- ~8 n. I J5 s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( ]# w3 T* G4 _4 P
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+ h: V& ~" v0 U1 B5 K% P A
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,
+ {$ O- a; X# H7 z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
7 X0 h# ~: m, K1 t9 N- Z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
1 T) z0 m6 u, {0 P7 @" h. [的基本粒子。' w& `5 H* I j+ W1 K! h( X
( M- k: }" n7 r* t! k
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( ~. r" `# i$ T& ~ T+ \
000年9月,欧洲核子研究中心大型正负电子对撞机(LEP): Z3 ^' V0 E8 w
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
& q5 t7 q! s5 t( n& S# b5 n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 v8 X% |- p ]5 m0 o" n! j; R. f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
. c( e2 j' ^ w2 h" w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8 ^+ T4 u! H8 b r" ~. \( n5 ~- v
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
0 @# J3 `3 R* J u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
4 N! j/ w- o7 _% E+ s/ l$ p; W9 ]2 D验数据分析错误。, T L; g5 u9 H7 \+ I, }3 F$ l
' q# _& C" {; [9 Y 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,
& Y, W U. T _0 t/ W! u8 _4 y但欧洲核子中心利用LEP在115吉电子伏的能量水平上依然3 p; D( x! Y9 [) m; k R* E( g
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, ]# V9 r8 W, n
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" f) D9 P7 P! l: L* E) }: i
能性仅剩下30%,如同欧洲核子中心的科学家尼尔·卡德所说:
- N+ s( F5 W2 V: D- {# y“我们失去了大部分的狩猎场”。不过,美梦依然有成真的概率,4 k5 J4 U& |& p/ [( m; U
毕竟还剩下30%。对于科学而言,哪怕是0.01%的可能都
* |- ^2 n+ X; [0 K+ q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) ]$ v* T+ v* b
挽救标准模型这座大厦而已。
' r7 r: `3 T' b! _9 \ c 其实,标准模型并非是唯一的理论体系。早在数十年前,就
7 b, w& Z2 b2 W# y% g' s0 J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5 f/ _0 o) q7 N3 J3 r
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6 t# w6 [( n$ v/ ?2 \$ }
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
& {% x5 w: P3 s% n; @7 `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。
8 `- @0 Y$ |% |$ ^6 y6 F4 F4 x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
4 z2 {) E$ T$ i9 o( c人们追求完美世界的终结。/ d5 d( P" A6 [+ G, C
# J1 y3 X3 k$ Z6 S, E' C 或许,不久人们就会真的发现希格斯玻色子的存在;或许,
. G P! z* G. p: u& ~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;# D' s$ l3 D2 J' o. @
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
/ n2 o1 D4 y# y; ?! `, Z, j" _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* u1 K9 V3 Z( t, {0 ^5 E( R
被引入全新的领域;或许……无论如何,我们需要的其实并不是
6 c. n ]6 C* X8 d4 @- |' p& O- I( d天使,只是一个合理的存在。 |
|