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Q：7月初，欧洲核子研究中心宣布发现了一种新粒子，其特征与号称“上帝粒子”的希格斯玻色子高度吻合，引起了学界的轰动和社会的关注。但在之前的报道中，我们注意到，您说您不太喜欢“上帝粒子”这个称呼，总要改口说是“希格斯粒子”。为什么有人会把希格斯粒子称为“上帝粒子”？您为什么不喜欢这个称呼？
1964年，英国物理学家彼得?希格斯发表了一篇学术理论文章，提出了希格斯机制，预言存在一种能使其他粒子获得质量的玻色子。他认为，这种玻色子是物质的质量之源。“上帝粒子”是1988年诺贝尔物理学奖获得者莱德曼对希格斯玻色子的别称。
我之所以不喜欢“上帝粒子”这个称呼，是因为它不准确。科学地讲，它是所有基本粒子的质量之源。根据物理学标准模型和大爆炸理论，我们的宇宙起始于一次大爆炸。大爆炸刚发生时，产生无数的正反粒子，当然也产生了希格斯粒子。轻子和夸克通过与希格斯场的相互作用获得了质量。这些粒子凝聚成物质，通过长时间的演化形成了现在的宇宙，由此人们将希格斯粒子比喻成“上帝粒子”。
Q：有媒体说，希格斯粒子是一切物质的质量之源，那么是不是说世间万物中应该都存在着希格斯粒子，我们的身体中是不是也存在它呢？
我们的身体都是由分子组成的，分子又是由原子构成，原子由原子核和绕核旋转的电子构成，原子核由质子和中子构成。质子和中子又是由夸克和胶子组成，而夸克和电子等的质量都来源于希格斯粒子。但是希格斯粒子在137亿年前的宇宙大爆炸开始后，马上就衰变掉，没有了。所以我们身体中没有希格斯粒子，但有很多夸克、电子等基本粒子。
Q：希格斯粒子究竟有多大？如果它真的存在，物理学家们怎样找到它呢？
希格斯粒子的质量是大约是126.5GeV（GeV是10亿电子伏特），是质子质量的125倍。它的大小，目前我们还没有测定。你可以想象一下，它相当于几何意义上的一个点，没有大小。其他粒子也一样，比如电子、夸克，都可以理解为几何意义上的一个点，它们没有大小。
由于在宇宙大爆炸后，希格斯粒子的使命就完成了，它就没有了，因此现在我们为了找到它，只能利用大型强子对撞机（简称LHC）模拟大爆炸起始时刻，重新“制造”出希格斯粒子。怎么制造呢？我们用质子与质子对撞的方法。质子与质子对撞，会产生出希格斯粒子，但这概率很小很小。更麻烦的是，希格斯粒子一旦产生就转瞬即逝，十亿分之一秒后就会衰变成光子和强子等其他粒子，因此很难找到它。希格斯粒子有几种衰变模式，其中一种模式就是衰变成双光子。光子大家知道吗？太阳光就是由很多很多光子组成，不过太阳光的能量是很低的，属于电子伏特这个级别。而希格斯粒子衰变出来的光子，能量很高，相当于几百亿电子伏特，比太阳的光子能量高几百亿倍。我们通过探测这双光子，来反推它是不是由希格斯粒子产生后衰变出来的。
Q：希格斯粒子既然这么难找，那科学家们会通过怎样的物理科研装置去捕获它？
为了捕获希格斯粒子，我们在LHC上制造了两个规模很大、高精度的粒子探测器ATLAS和CMS，来进行光电信号的收集。CMS（紧凑缪子线圈）探测器的外形像一个啤酒桶，有30米高，相当于10层楼那么高，里面塞满了各种设备。其中测量光子的探测器是用一种晶体做的。探测器端盖部分的电磁量能器的晶体，由上海一家单位研制，它在寻找希格斯粒子中起到很大作用，因为光子就是靠这个晶体来测量的。ATLAS（超环面仪器）实验测量光子利用的是另外一种技术。
Q：之前，物理学大师霍金都不相信希格斯粒子的存在。那么现在物理学家们找到的新粒子究竟是不是希格斯粒子？
英国物理学家彼得?希格斯提出希格斯粒子的存在，认为基本粒子的质量是由希格斯粒子提供的，这实际上只是一种猜测，是理论上的一种假设。在未找到希格斯粒子之前，这个假设是对还是错还不知道。
霍金支持一种超弦理论，在超弦理论中，没有希格斯粒子的位置。他认为，我们的时空具有更高的维度，比如5维、6维、7维、8维、9维等。在高维度时空中，基本粒子自己能产生质量，不需要希格斯粒子提供。他预测，在质子与质子对撞时会产生小的黑洞。黑洞产生后，会马上蒸发掉，然后产生很多强子。但在实验过程中，我们并没有发现他所谓的神秘黑洞，而看到类似希格斯粒子的新粒子。因此，霍金之前出100美金跟人打赌，说希格斯粒子并不存在，他打输了。
Q：如果这次能够确认发现的真是希格斯粒子，对物理学有哪些意义？有人说，发现了希格斯粒子，我们就能进行时空旅行了，这是真的吗？
如果能证实这次发现的就是希格斯粒子，这是我们人类认识自然的一个里程碑。因为标准模型（所谓标准模型，就是描述基本粒子相互作用规律的理论）这个理论通过前面的实验检验，是没有问题的，能被广泛接受，因为这个体系中的其他粒子都已经找到了，只剩希格斯粒子没有找到。如果希格斯粒子也被找到了，那我们的物理学就有再往前进一步的坚实基础，它的发现也会载入科学发展史册。
之前也有很多人认为，宇宙间存在着虫洞、白洞、黑洞等，通过这些洞，人类就可以进行时空旅行。不过，这些说法目前还没有被证明。希格斯粒子和时空旅行没有关系。
Q：目前，像欧洲核子研究中心这样的权威机构也尚未确认这次发现的新粒子就是希格斯粒子，那何时才能最终确定找到的新粒子是否就是希格斯粒子？
要确认新发现的粒子是否是标准理论预言的希格斯粒子，它的很多性质还需要去验证。但这需要大量的粒子做统计，因为只有几个粒子是无法测定的。只有当这种粒子很多很多时，我们才能将其性质测定清楚。这需要大量的时间，我们现在寻找希格斯粒子的实验是2010年3月开始的，到目前为止有2年多的时间，但找到的这种新粒子只有十几个，统计意义还很小。而要搞清楚它的性质，需要几千个上万个这种粒子才行。因此，要想弄清楚发现的新粒子是不是希格斯粒子，我们还有很长的路要走。
目前，用于寻找希格斯粒子的强子对撞机，可能还不适合去研究它的性质，因此可能还要一个高能的电子对撞机去研究它。这两种对撞机的基本原理不一样，强子对撞机是利用质子与质子对撞，而电子对撞机是利用电子与电子对撞。但电子对撞机的想法刚刚开始提出，正在讨论，因此何时才能最终确认找到的新粒子是否是希格斯粒子，现在尚不能确定。
Q：有人在听到这则新闻时就心有怀疑，觉得这个粒子找到也好，找不到也罢，对普通公众来说最多只是一时的谈资而已，而开展这种时间久、耗费大，又看不出如何能促进经济发展的科学项目，除了满足科学家的好奇心外，对我们普通人的生活究竟有多少影响呢？
我们进行的基础研究，对人类文明进步的贡献有以下几个方面：
首先，基础研究是科学技术发展的基础。19世纪初，牛顿力学就能解释一切。根据牛顿力学，我们就知道了“宇宙”（实为太阳系）不是以地球为中心而是以太阳为中心，地球围绕太阳转。牛顿力学还推动了以蒸汽机为代表的英国工业革命。
20世纪初，物理学发生了一次革命，建立了量子力学体系，还有爱因斯坦的相对论，这是科学的革命。因为在微观领域，牛顿力学不适用了，需要量子力学和相对论来代替。量子力学与相对论刚提出来的时候，和我们生活是没什么关系，但是在这基础上后来发展起了很多新技术。比如半导体产业，就是从量子力学的基础上发展起来的，芯片也是。半导体的收音机、电视机、电子计算机、手机等，现在任何工业都离不开这芯片。正是这些基础科学研究，一步步推动着产业的发展、社会的进步。假如没有芯片，互联网、手机等方便我们生活的设施、设备都无从谈起。当然，从基础研究到真正可以改善我们生活之间还有一个过程，它需要在基础性研究的基础上有新的发明创造。我们对希格斯粒子的研究也不例外，现在的发现看上去离实用很遥远，但对未来生活的影响不可估量。
其次，为了进行基础的、前沿的研究，我们需要很多高新技术。比如，为了寻找希格斯粒子，建造了大型的强子对撞机和探测器，这些技术都是在这些基础研究上发展起来的。这些基础技术在我们生活中也有很多应用。比如加速器在医疗方面可以治疗癌症。它可以将粒子加速，去攻击癌细胞，将癌细胞杀死。断层扫瞄、核磁共振、伽马刀以及医疗上诊察、诊断的一些设备也都是在粒子探测器的基础上发展起来的。再比如保鲜方面，将鱼捞起来，再用加速器对其进行测照，杀死里面的细菌，将鱼真空包装以后，不需要防腐剂就可以保存很长时间。另外，在我国，烧煤、烧油等会对大气产生污染，如果用原子能的话，就会干净得多。核废料是件麻烦事，不过现在我们可以用在加速器基础上发展起来的技术，来处理核废料。
探测器方面也有很多的用途。比如研究材料，它的性质怎样？它里面的细微结构怎样？结构是怎样影响它属性的？为了弄清材料的这些问题，就可以用探测器方面的技术如同步光，对它进行测照，根据探测器探测到的信号，来判断这种材料的结构和性能。同样的手段可以用来探测生物大分子、蛋白质。比如探测蛋白质的结构、空间构象，以及空间结构在它的生命活动中起了什么作用等，进行生命科学研究。
这些技术几乎可以应用到所有的学科上，粒子物理学为各种科学研究提供了很好的基础。在北京的高能物理研究所有一个对撞机，上面还有一个同步辐射装置，能开展材料研究、生物大分子研究等。因为用户太多了，所以在上海又建造了一个同步辐射装置，南方地区的研究可以到上海的同步辐射装置那儿进行。现在用户还是不断增加，我们还想在北京、广东造一个更大的装置，这些都是为了促进其他基础科学的研究与发展。可以说，粒子物理研究对其他研究起了一个引领作用。
再举个例子，我们现在离不开的互联网，也是从高能物理研究中发展起来的。高能研究所是中国第一家使用E-mail的单位，我本人也是在上世纪80年代就开始使用E-mail了，那时全国很多地方都还没有，只有一些职业特殊的用户，才能使用E-mail，以后才推广到全国的。所以高能物理的研究对我们人类进步的贡献是不可小视的。
1964年，英国物理学家彼得?希格斯发表了一篇学术理论文章，提出了希格斯机制，预言存在一种能使其他粒子获得质量的玻色子。他认为，这种玻色子是物质的质量之源。“上帝粒子”是1988年诺贝尔物理学奖获得者莱德曼对希格斯玻色子的别称。
我之所以不喜欢“上帝粒子”这个称呼，是因为它不准确。科学地讲，它是所有基本粒子的质量之源。根据物理学标准模型和大爆炸理论，我们的宇宙起始于一次大爆炸。大爆炸刚发生时，产生无数的正反粒子，当然也产生了希格斯粒子。轻子和夸克通过与希格斯场的相互作用获得了质量。这些粒子凝聚成物质，通过长时间的演化形成了现在的宇宙，由此人们将希格斯粒子比喻成“上帝粒子”。
Q：有媒体说，希格斯粒子是一切物质的质量之源，那么是不是说世间万物中应该都存在着希格斯粒子，我们的身体中是不是也存在它呢？
我们的身体都是由分子组成的，分子又是由原子构成，原子由原子核和绕核旋转的电子构成，原子核由质子和中子构成。质子和中子又是由夸克和胶子组成，而夸克和电子等的质量都来源于希格斯粒子。但是希格斯粒子在137亿年前的宇宙大爆炸开始后，马上就衰变掉，没有了。所以我们身体中没有希格斯粒子，但有很多夸克、电子等基本粒子。
Q：希格斯粒子究竟有多大？如果它真的存在，物理学家们怎样找到它呢？
希格斯粒子的质量是大约是126.5GeV（GeV是10亿电子伏特），是质子质量的125倍。它的大小，目前我们还没有测定。你可以想象一下，它相当于几何意义上的一个点，没有大小。其他粒子也一样，比如电子、夸克，都可以理解为几何意义上的一个点，它们没有大小。
由于在宇宙大爆炸后，希格斯粒子的使命就完成了，它就没有了，因此现在我们为了找到它，只能利用大型强子对撞机（简称LHC）模拟大爆炸起始时刻，重新“制造”出希格斯粒子。怎么制造呢？我们用质子与质子对撞的方法。质子与质子对撞，会产生出希格斯粒子，但这概率很小很小。更麻烦的是，希格斯粒子一旦产生就转瞬即逝，十亿分之一秒后就会衰变成光子和强子等其他粒子，因此很难找到它。希格斯粒子有几种衰变模式，其中一种模式就是衰变成双光子。光子大家知道吗？太阳光就是由很多很多光子组成，不过太阳光的能量是很低的，属于电子伏特这个级别。而希格斯粒子衰变出来的光子，能量很高，相当于几百亿电子伏特，比太阳的光子能量高几百亿倍。我们通过探测这双光子，来反推它是不是由希格斯粒子产生后衰变出来的。
Q：希格斯粒子既然这么难找，那科学家们会通过怎样的物理科研装置去捕获它？
为了捕获希格斯粒子，我们在LHC上制造了两个规模很大、高精度的粒子探测器ATLAS和CMS，来进行光电信号的收集。CMS（紧凑缪子线圈）探测器的外形像一个啤酒桶，有30米高，相当于10层楼那么高，里面塞满了各种设备。其中测量光子的探测器是用一种晶体做的。探测器端盖部分的电磁量能器的晶体，由上海一家单位研制，它在寻找希格斯粒子中起到很大作用，因为光子就是靠这个晶体来测量的。ATLAS（超环面仪器）实验测量光子利用的是另外一种技术。
Q：之前，物理学大师霍金都不相信希格斯粒子的存在。那么现在物理学家们找到的新粒子究竟是不是希格斯粒子？
英国物理学家彼得?希格斯提出希格斯粒子的存在，认为基本粒子的质量是由希格斯粒子提供的，这实际上只是一种猜测，是理论上的一种假设。在未找到希格斯粒子之前，这个假设是对还是错还不知道。
霍金支持一种超弦理论，在超弦理论中，没有希格斯粒子的位置。他认为，我们的时空具有更高的维度，比如5维、6维、7维、8维、9维等。在高维度时空中，基本粒子自己能产生质量，不需要希格斯粒子提供。他预测，在质子与质子对撞时会产生小的黑洞。黑洞产生后，会马上蒸发掉，然后产生很多强子。但在实验过程中，我们并没有发现他所谓的神秘黑洞，而看到类似希格斯粒子的新粒子。因此，霍金之前出100美金跟人打赌，说希格斯粒子并不存在，他打输了。
Q：如果这次能够确认发现的真是希格斯粒子，对物理学有哪些意义？有人说，发现了希格斯粒子，我们就能进行时空旅行了，这是真的吗？
如果能证实这次发现的就是希格斯粒子，这是我们人类认识自然的一个里程碑。因为标准模型（所谓标准模型，就是描述基本粒子相互作用规律的理论）这个理论通过前面的实验检验，是没有问题的，能被广泛接受，因为这个体系中的其他粒子都已经找到了，只剩希格斯粒子没有找到。如果希格斯粒子也被找到了，那我们的物理学就有再往前进一步的坚实基础，它的发现也会载入科学发展史册。
之前也有很多人认为，宇宙间存在着虫洞、白洞、黑洞等，通过这些洞，人类就可以进行时空旅行。不过，这些说法目前还没有被证明。希格斯粒子和时空旅行没有关系。
Q：目前，像欧洲核子研究中心这样的权威机构也尚未确认这次发现的新粒子就是希格斯粒子，那何时才能最终确定找到的新粒子是否就是希格斯粒子？
要确认新发现的粒子是否是标准理论预言的希格斯粒子，它的很多性质还需要去验证。但这需要大量的粒子做统计，因为只有几个粒子是无法测定的。只有当这种粒子很多很多时，我们才能将其性质测定清楚。这需要大量的时间，我们现在寻找希格斯粒子的实验是2010年3月开始的，到目前为止有2年多的时间，但找到的这种新粒子只有十几个，统计意义还很小。而要搞清楚它的性质，需要几千个上万个这种粒子才行。因此，要想弄清楚发现的新粒子是不是希格斯粒子，我们还有很长的路要走。
目前，用于寻找希格斯粒子的强子对撞机，可能还不适合去研究它的性质，因此可能还要一个高能的电子对撞机去研究它。这两种对撞机的基本原理不一样，强子对撞机是利用质子与质子对撞，而电子对撞机是利用电子与电子对撞。但电子对撞机的想法刚刚开始提出，正在讨论，因此何时才能最终确认找到的新粒子是否是希格斯粒子，现在尚不能确定。
Q：有人在听到这则新闻时就心有怀疑，觉得这个粒子找到也好，找不到也罢，对普通公众来说最多只是一时的谈资而已，而开展这种时间久、耗费大，又看不出如何能促进经济发展的科学项目，除了满足科学家的好奇心外，对我们普通人的生活究竟有多少影响呢？
我们进行的基础研究，对人类文明进步的贡献有以下几个方面：
首先，基础研究是科学技术发展的基础。19世纪初，牛顿力学就能解释一切。根据牛顿力学，我们就知道了“宇宙”（实为太阳系）不是以地球为中心而是以太阳为中心，地球围绕太阳转。牛顿力学还推动了以蒸汽机为代表的英国工业革命。
20世纪初，物理学发生了一次革命，建立了量子力学体系，还有爱因斯坦的相对论，这是科学的革命。因为在微观领域，牛顿力学不适用了，需要量子力学和相对论来代替。量子力学与相对论刚提出来的时候，和我们生活是没什么关系，但是在这基础上后来发展起了很多新技术。比如半导体产业，就是从量子力学的基础上发展起来的，芯片也是。半导体的收音机、电视机、电子计算机、手机等，现在任何工业都离不开这芯片。正是这些基础科学研究，一步步推动着产业的发展、社会的进步。假如没有芯片，互联网、手机等方便我们生活的设施、设备都无从谈起。当然，从基础研究到真正可以改善我们生活之间还有一个过程，它需要在基础性研究的基础上有新的发明创造。我们对希格斯粒子的研究也不例外，现在的发现看上去离实用很遥远，但对未来生活的影响不可估量。
其次，为了进行基础的、前沿的研究，我们需要很多高新技术。比如，为了寻找希格斯粒子，建造了大型的强子对撞机和探测器，这些技术都是在这些基础研究上发展起来的。这些基础技术在我们生活中也有很多应用。比如加速器在医疗方面可以治疗癌症。它可以将粒子加速，去攻击癌细胞，将癌细胞杀死。断层扫瞄、核磁共振、伽马刀以及医疗上诊察、诊断的一些设备也都是在粒子探测器的基础上发展起来的。再比如保鲜方面，将鱼捞起来，再用加速器对其进行测照，杀死里面的细菌，将鱼真空包装以后，不需要防腐剂就可以保存很长时间。另外，在我国，烧煤、烧油等会对大气产生污染，如果用原子能的话，就会干净得多。核废料是件麻烦事，不过现在我们可以用在加速器基础上发展起来的技术，来处理核废料。
探测器方面也有很多的用途。比如研究材料，它的性质怎样？它里面的细微结构怎样？结构是怎样影响它属性的？为了弄清材料的这些问题，就可以用探测器方面的技术如同步光，对它进行测照，根据探测器探测到的信号，来判断这种材料的结构和性能。同样的手段可以用来探测生物大分子、蛋白质。比如探测蛋白质的结构、空间构象，以及空间结构在它的生命活动中起了什么作用等，进行生命科学研究。
这些技术几乎可以应用到所有的学科上，粒子物理学为各种科学研究提供了很好的基础。在北京的高能物理研究所有一个对撞机，上面还有一个同步辐射装置，能开展材料研究、生物大分子研究等。因为用户太多了，所以在上海又建造了一个同步辐射装置，南方地区的研究可以到上海的同步辐射装置那儿进行。现在用户还是不断增加，我们还想在北京、广东造一个更大的装置，这些都是为了促进其他基础科学的研究与发展。可以说，粒子物理研究对其他研究起了一个引领作用。
再举个例子，我们现在离不开的互联网，也是从高能物理研究中发展起来的。高能研究所是中国第一家使用E-mail的单位，我本人也是在上世纪80年代就开始使用E-mail了，那时全国很多地方都还没有，只有一些职业特殊的用户，才能使用E-mail，以后才推广到全国的。所以高能物理的研究对我们人类进步的贡献是不可小视的。