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发表于 2006-11-20 21:30
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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9 c N) n- u* A' u- H$ |
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+ A; u! D% n) 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
, m4 K8 t, c+ x) \' |+ b/ {0 k发现希格斯玻色子存在的证据。
" E2 u) Y3 |$ i- T/ P% \; Y; O6 t5 r
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5 a/ U+ q2 R/ g& c1 h* L
总是要从FDISK做起,尽管大多时候FORMAT完全可以
) l }. H6 ~6 o6 o: m$ Y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
: o1 \! d$ A2 D" f8 y" e( t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
$ ~+ f! q7 {3 X4 Z5 {5 ~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
. y. r. O; t: G, g2 N4 F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, v8 t4 g; J' B
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( y/ v1 b) w9 `! U7 C, K
是——验证希格斯玻色子的存在。2 b1 {; y9 |" W/ ^7 r6 H Y6 K2 G2 d! U
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粒子学家们的这一追求是完全可以理解的。因为数千年来,
4 y: C0 j) ~, V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
. K. A5 B5 M, t! b2 N' d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!" [7 E0 m$ q; Z9 u2 }8 E3 c7 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
; @, D3 z$ n! Y X% `& U7 {4 q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9 `3 j0 m, W# \7 s, v
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
8 {) j$ t% a! `. ]+ N来,它更像是促成人类追求完美的天使。' s l3 ~! X8 G. r& z! P
' d8 y$ o+ u) V; O* } 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/ M+ t5 L7 @$ x. L2 b( M
东。
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人们已经发现,自然界中物体之间千差万别的相互作用,可5 u" X) m( E; m1 l6 z4 e+ P
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
1 \& C' @: M. K2 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
& N7 |8 d% ~: m9 v1 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,
( _! [/ D( Y4 K" q) F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 G$ W+ s7 c" m
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)
7 E/ d6 m8 Y) y- Y) m9 w4 ?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,- V, b% f a! f: w
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6 A5 ?& ^2 X% [7 z9 Z# X, M: ?
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
& Y3 r" r7 K; B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
8 c8 |1 {4 A1 ~& {) p2 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: \4 Q, F& }/ M7 B" b+ r
子,要么可归入轻子家族,要么是不同的夸克组成的。
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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
# j1 U; h1 ?0 V3 ~9 S同的“家园”,而且尤其让人陶醉的是,在这个模型中不同粒子6 I, t3 T; X+ z6 s
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$ s/ {8 s7 d0 ?$ `# f
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, `( X. a) j# L- p A
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
L+ y" ?! T; E陌生的修补理论大厦的工作,他们假定了希格斯场的存在。进一8 O& y% a$ j" E( ?6 K
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, k- i1 S3 Z5 F {2 K# d6 r
的假设就导致了天使的出场——希格斯玻色子的存在。
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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4 v4 G8 t# ^# C# F
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
! U$ C H& @) O' ]; C+ m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
5 B5 M$ k2 p& I2 s% Z+ z( r8 G9 g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
8 `+ r9 o) c3 y1 D5 [3 o7 H0 ]7 v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,. y: ^) ?! c9 E
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- ]& H5 F1 K8 U2 I# m1 s6 F
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4 w, G: ^) X! Q* O( b1 f! X+ _9 }: u+ b
的基本粒子。- a* U5 `* j+ p; q8 V$ M7 |
5 z! h0 G; H5 u 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
3 W( Z+ ?: W- ]1 n& m/ Q: f000年9月,欧洲核子研究中心大型正负电子对撞机(LEP)1 `4 e+ i" \$ @+ s: Q
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
2 D8 ?( t& P8 A) @9 j% Z# e9 Y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- R8 G6 ^8 n: O' n
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
9 S' d% g! o5 V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2 ?! k! j: r1 ^0 ? g' e
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. N( |0 E; t1 W
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
- p6 |& ~- ]( e4 y3 G, z验数据分析错误。
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$ k" E; m: N6 A3 k 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,
% A2 @' @! |+ R) |0 q4 C但欧洲核子中心利用LEP在115吉电子伏的能量水平上依然/ p2 u; E. F; L, q( C9 H$ _
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
9 i7 l8 [. s4 z2 f9 s) V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6 ~, v- a% H8 S# a* c, i+ ]; x3 R
能性仅剩下30%,如同欧洲核子中心的科学家尼尔·卡德所说:
4 R' ^7 y( O' 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,
# O: N3 V/ c7 \0 d" C毕竟还剩下30%。对于科学而言,哪怕是0.01%的可能都+ p# ?6 E$ s3 K' @! k9 p1 K' b; A# j" C
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. l+ a3 T/ }/ V5 o+ d+ V" f* Z
挽救标准模型这座大厦而已。
$ X. K9 v9 |6 N1 _5 Y& R 其实,标准模型并非是唯一的理论体系。早在数十年前,就
; e* I+ x$ e, r4 }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
2 x4 H4 {; p% Q# E" l2 j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. k7 M1 Z% z# K G, `+ Y
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
0 p* J8 e6 }; \/ J; U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。
/ a3 f3 q Q% S' N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
- w/ z# a& w! `6 y人们追求完美世界的终结。# p' Z' N: p! i4 M" m; J6 ?! p3 y
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或许,不久人们就会真的发现希格斯玻色子的存在;或许,
k$ i$ c: u0 ~0 y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;
+ l3 `: K0 v, Z, F+ Z, X% U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( K+ Y# W2 x* p* W2 Q9 M
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 V$ r0 P. Z) j被引入全新的领域;或许……无论如何,我们需要的其实并不是% I1 Y. h! N N* Z9 {
天使,只是一个合理的存在。 |
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