霍金认输:“上帝粒子”存在

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  “标准模型”的粒子物理学理论把基本粒子分成3大类:夸克、轻子与玻色子。“标准模型”预言了62种基本粒子的存在,希格斯玻色子是最后一种未被证明的基本粒子。
  希格斯玻色子是英国爱丁堡大学教授希格斯在上世纪60年代的理论研究中预言存在的粒子,由于它难以寻觅,又极为重要,因此也被称为“上帝粒子”。在宇宙大爆炸之初,希格斯粒子赋予基本粒子质量,使得物质得以形成、凝聚、演化,最终形成了星系和我们人类。
  早在3年前,英国著名物理学家霍金——这个被誉为继爱因斯坦之后最杰出的理论物理学家,在接受采访时坚称,大型强子对撞机不会证实“上帝粒子”的存在。
  霍金的天才想象和推断使理论物理获得了一次决定性超越。超越了相对论、量子力学、大爆炸等理论而迈入创造宇宙的伟大时代。没想到霍金在坚持“黑洞悖论”二十多年后,经过多年思考,遵照与时俱进的科学态度,郑重宣称,之前他的关于黑洞的部分理论是错误的。霍金郑重认错,否定黑洞并非吞噬一切,从而提出霍金黑洞新假说一掉进黑洞后会被“弹”出。霍金从不固步自封,永远与时俱进。
  3年前,霍金押下100美元的赌注,打赌人类永远也不可能发现希格斯粒子—这种有着“上帝粒子”之称的神秘粒子,因为它被认为是宇宙中所有基本粒子的质量之源,连重量级的科学家也觉得解开这些难题“不可思议”。
  2008年3月,霍金赌注刚下,反应最为激烈的莫过于希格斯本人。他悲痛地回应,霍金的挑战“就像是在批评已经去世的戴安娜王妃”。
  在宇宙大爆炸发生137亿年之后,为了捕获希格斯粒子,人类齐集了最尖端的科学技术,试图还原当时爆炸的一瞬间。在横跨法国和瑞士边境的大地下,大型强子对撞机占据着一条长27公里的圆形隧道。
  这里聚集着来自全球八十多个国家的科学家。自2010年3月正式启动以来,这条隧道每秒钟都迎来千万次爆炸。在一条环形加速管道中,方向相反,各具有3.5TeV(兆兆电子伏特)能量的质子团在4个对撞点不断碰撞。几百电子伏特的X光就足以把人类“穿透”,兆兆级别的能量会使质子在对撞时完全被打碎,无数粒子瞬间喷发,仿佛一次“宇宙小爆炸”。
  但即便派上了全世界最顶尖的技术和最优秀的物理学家,要逮捕支撑宇宙根基的一个粒子,依然比大海捞针还难。“希格斯粒子产生的几率非常低,可以说是每1012次的质子对撞,才可能产生一次。”专家如是说。更加困难的是,这种粒子一旦产生转瞬即逝,在十亿分之一秒之后,它会通过不同渠道,衰变成光子和轻子等其它粒子。
  多年来,对希格斯粒子抱怀疑态度的也大有人在。这个从未现身的粒子,确像是建构在一套高深莫测的理论之上的一个虚幻的假设,即使给专攻粒子物理的学生们上课,教授们也常常为怎样将这套理论解释清楚而头痛。
  2011年12月13日,欧洲核子研究中心召开研讨会宣布,目前世界上“最强大的超级显微镜”大型强子对撞机寻找希格斯粒子时出现“重要进展”。有两个独立的研究组均观察到很可能是这一粒子衰变之后留下的痕迹。
  尽管科学家措辞谨慎,但实验结果令人激动不已。法新社评论说,这一发现的重要意义丝毫不亚于爱因斯坦首次系统地阐释量子物理学。
  所有人都迫切地想知道,那个四十多年前即被预言,自二十多年前就开始被探寻的神秘粒子是否存在。如果最终证明希格斯粒子只是幻想,科学家将不得不回到原点重写粒子物理学课本。
  就在人们不断逼近宇宙万物质量起源的谜底时,物理学家们的好奇心越发强烈。有人在英国《卫报》撰文:“世界上没有希格斯粒子将是令人最为兴奋的结果。”
  2012年7月4日,希格斯玻色子欧洲核子研究中心宣布,在其实验中观测到一种新粒子,很可能就是希格斯玻色子。这成为轰动全球科学界的重大进展。
  基于希格斯和众多科学家的共同努力,人类最终寻找到“上帝粒子”的希望越来越大。英国《卫报》说,寻找到“上帝粒子”,就可以帮助科学家了解黑洞形成的过程,发现宇宙如何形成。
  在欧洲核子研究中心7月4日宣布发现结果之后,英国著名科学家霍金表示:“这是一个重要的发现,应该能带给希格斯一个诺贝尔奖。”霍金说:“我曾经和美国密歇根大学的凯恩教授打赌,认为希格斯玻色子不会被找到,看来我输了。100美元,我输得心服口服。”
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