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。

, w6 P: c" b; K% z　　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。
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　　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
1 l8 f5 `, E5 w% |2 T& Y% f$ D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
6 E% X, f% P0 O6 x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
- E% n4 s: K/ C* U发现希格斯玻色子存在的证据。
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　　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
# Q$ M8 `/ K9 Z! ]3 T8 w总是要从ＦＤＩＳＫ做起，尽管大多时候ＦＯＲＭＡＴ完全可以
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
1 U$ M9 y  |5 d3 o' u6 Q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
% I( ~+ j; i3 w0 n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
7 F+ l3 W4 ~- [% E3 r5 |9 }! L; w是——验证希格斯玻色子的存在。
% g$ P7 d3 L2 w: m6 T* f: i0 p
, d7 A5 ]" q, k* l) v2 l" y8 {8 V# M　　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
4 w. v. q! v1 t) }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！
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
, p: K1 I" Y1 y5 a# K3 i9 w" t! }2 E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
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
: f8 _( |3 {9 X来，它更像是促成人类追求完美的天使。
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9 H* |8 f9 z1 g7 ~　　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
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
' _! a, X, F, @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
' |, b; G3 j0 S9 j. T' b; I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，
/ y" X7 k) w5 h) e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
' C, m  {( C" g  H! k: J% P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）
1 @. C, L" q9 s5 Y9 C, j; V7 x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，
+ I' v7 r& I$ s! B/ g) e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
) `- u; C7 C' g& P; M# k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
% Z* C) M6 Y  j3 g2 A. ^5 {- ^. ~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
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
+ l3 p. _5 {( }7 y2 U- D( N子，要么可归入轻子家族，要么是不同的夸克组成的。

　　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
$ j  m- A  n# l$ g% W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
9 X+ W7 w8 X- R" @& V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
, a# ~/ _; O4 m6 h4 {7 e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
: Q" j; M, x+ t4 H* h6 |1 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
! D, d; c+ I, t- H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。

; s; m1 x9 q, q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
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
, f' _8 n7 z4 v  w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
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，
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
  e  k9 ~, G2 p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
的基本粒子。
0 Y/ V+ d0 j0 B1 u2 d- L! k
3 \' S5 Q: c; E' {& d. 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
０００年９月，欧洲核子研究中心大型正负电子对撞机（ＬＥＰ）
- Q) V" ~6 Z8 ~! r7 y0 l" z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
% I9 A% K; H8 E# j, Z* e* g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
4 u) A1 d/ C# @* Q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
& l5 D. A% K+ Q, \. |7 p2 z& A3 B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
验数据分析错误。
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　　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，
0 H5 G+ g! ^; R& Z% Y4 L( f( z但欧洲核子中心利用ＬＥＰ在１１５吉电子伏的能量水平上依然
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
) W3 \" \  Y* \7 s& i( _, B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
能性仅剩下３０％，如同欧洲核子中心的科学家尼尔·卡德所说：
' l) w- G) x7 g“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
7 r1 j4 E6 u& w' M! m) @3 K) S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
# `. E4 Q, i$ I- l: J6 ]% A挽救标准模型这座大厦而已。
/ z- R6 N- _& c5 z4 C　　其实，标准模型并非是唯一的理论体系。早在数十年前，就
- A! g6 s: `" N/ J1 `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
" w5 x( `6 O9 `! j) f5 J3 O5 o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
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
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
: |* R0 N( h( _0 r" e- T3 B人们追求完美世界的终结。
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/ e* g- d, l! C# ~+ q& Z　　或许，不久人们就会真的发现希格斯玻色子的存在；或许，
: x' R6 ~' B# \! |6 j# E7 R& K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
被引入全新的领域；或许……无论如何，我们需要的其实并不是
天使，只是一个合理的存在。