科學界研究宇宙起源取得重大突破,歐洲核研究組織(CERN)科學家昨日(周二)宣佈,在大型強子對撞器(LargeHadronCollider,LHC)的最新數據中,找到了有「上帝粒子」之稱的希格斯玻色子(Higgsboson)的蹤迹,收窄了可確定它位置的範圍。雖然證實希格斯玻色子存在短期不影響人類生活,卻填補了物理學界解釋大自然最深層結構理論失落的一塊拼圖。
意大利物理學家賈諾蒂(FabiolaGianotti)在CERN研討會上指出,有迹象顯示希格斯玻色子最大機會存在於126電子伏特(GeV)較低能量範圍。她相信這很可能就是希格斯玻色子所在的位置,但現在下結論言之尚早。她說:「仍需要更多研究和更多資料。未來數月將會很刺激……我不知道結論會是甚麼。」
物理學「聖杯」媲美發現DNA
當代粒子物理學標準模型(StandardModel)指有62種基本粒子存在,希格斯玻色子是唯一尚未被發現的粒子。物理學家相信,它是所有物質的質量之源,是促成宇宙形成的重要粒子,特點之一是極難發現和分辨,有人形容它是物理學家的「聖杯」。發現到它的存在,將是21世紀科學界其中一個重大突破,更可與60年前發現脫氧核糖核酸(DNA)雙螺旋結構相提並論。
CERN科學家為了尋找希格斯玻色子存在的證據,在2008年啟動位於瑞士和法國邊界山脈地底的LHC,模擬137億年前宇宙大爆炸,希望從而尋找希格斯玻色子蹤影。LHC從構思到建成歷時近20年,價值100億美元(780億港元),吸引了80個國家5,000名科學家參與。
在撞擊器內那條27公里長的圓形隧道,超導磁鐵會把質子和離子加速至接近光速,然後相撞,在極細微空間爆發10萬倍太陽溫度的超級高溫。這一刻就像宇宙大爆炸之後,釋放大量能量和基本粒子,冷卻後形成組成物質的質子和中子。若物理學理論正確,每萬億次粒子撞擊,就會有數粒希格斯玻色子產生,它們很快就會衰壞,留下螺旋形條紋殘迹,足證它們存在。
CERN有兩個團隊分別以兩套不同的探測儀器,包括ATLAS探測器和CMS探測器,試圖證實希格斯玻色子存在。通過這兩種獨立運作模式,兩個團隊的探測結果既相互獨立,又可以相驗互證,兩者結果的相近程度,將是確定是否發現希格斯玻色子的重要衡量指標。
尋覓30年 首次瞥見
其中一個團隊的發言人指,他們單在今年就檢視了350萬億次粒子碰撞的殘骸,其中約有10次可能已讓希格斯玻色子現形,其質量約1200至1250億電子伏特,即質子的120至125倍。兩個團隊最新都是收窄了可找到希格斯玻色子的範圍。
即使成功「首次瞥見」希格斯玻色子,基於物理學界追求極度準確,兩個團隊都不會清楚指出證實了希格斯玻色子的存在,只說有迹象顯示它存在。CERN前負責人埃利斯(JohnEllis)說:「人類將首次瞥見希格斯玻色子。它是基本粒子理論中失落了一塊拼圖。我們尋尋覓覓30年,終將找到它了。」
但有份參與這研究計劃的科學家肯尼迪(BruceKennedy)指出,即使真的發現了希格斯玻色子,也只是另一階段研究的開始。他說:「我們將要了解它的特質,以證實它是否能準確用於我們的理論解釋中。」
英國《每日郵報》/美國《華盛頓郵報》
尋覓「上帝粒子」解構圖
科學家透過大型強子對撞器,模擬宇宙大爆炸,從釋放出來的大量能量和基本粒子中,尋找有「上帝粒子」之稱的希格斯玻色子。