【文章內(nèi)容簡介】 為占據(jù)整個宇宙物質(zhì)總量約98%的暗物質(zhì)成分考慮進(jìn)去。美國費米國家實驗室CMS中心的物理學(xué)家帕提?麥克布雷德(Patty McBride)在上周四表示：“即便有證據(jù)清晰地證明目前我們新發(fā)現(xiàn)的這一粒子確確實實就是標(biāo)準(zhǔn)模型所預(yù)言的希格斯玻色子，即便如此我們對宇宙的認(rèn)識仍然模糊不清?！彼f：“我們?nèi)匀徊荒芾斫鉃楹我θ绱宋⑷?，我們還要面對巨大的暗物質(zhì)的存在。不過，對于這一已經(jīng)有48年歷史的經(jīng)典理論來說，邁出了完善的第一步仍然不失為一件令人高興的事。”確認(rèn)希格斯粒子還將對電弱相互作用的構(gòu)建產(chǎn)生重要影響。這種作用是對電磁作用與弱相互作用的統(tǒng)一描述，這兩者都是自然界的基本力類型之一。電磁作用描述帶電粒子之間的相互作用，而弱相互作用則描述放射性衰變過程。自然界中所有力的作用都和某種粒子有關(guān)。比如與電磁力有關(guān)的粒子是光子，這是一種質(zhì)量為零的特殊粒子。而弱相互作用力則和名為W和Z的玻色子有關(guān)，這兩種粒子都擁有很高的質(zhì)量值。而所有這些粒子的質(zhì)量來源，便被認(rèn)為是希格斯玻色子的作用造成的。歐洲核子中心的斯蘭德伯格表示：“如果引入希格斯場的概念，那么W和Z玻色子就會和這個場混雜在一起，在這一過程中它們便獲得了質(zhì)量?！彼f：“這解釋了為何W和Z玻色子會有質(zhì)量，并將電磁作用和弱相互作用兩種基本力統(tǒng)一了起來，構(gòu)成電弱相互作用?！背瑢ΨQ理論也將受到希格斯粒子發(fā)現(xiàn)的影響。這一理論認(rèn)為任何一種已知的粒子都有一個“超級伙伴”粒子，這種伙伴粒子擁有輕微差異的性質(zhì)。超對稱理論擁有很大的吸引力，因為它可以統(tǒng)一自然界中的其它基本作用力，甚至有希望揭開暗物質(zhì)構(gòu)成之謎。然而到目前為止這一理論的前景黯淡，科學(xué)家們只找到了和標(biāo)準(zhǔn)模型預(yù)言的希格斯粒子性質(zhì)極其相似的粒子，但是卻沒有能發(fā)現(xiàn)任何和超對稱粒子有關(guān)的線索。大型強(qiáng)子對撞機(jī)(LHC)是世界上最大的粒子加速器。這一耗資約100億美元的設(shè)備率屬于歐洲核子研究中心(CERN)，其目的是創(chuàng)建地球上能級最強(qiáng)大的粒子加速器設(shè)施。而其中找出希格斯玻色子則被列為了該設(shè)備的最優(yōu)先目標(biāo)之一。此次最新宣布的結(jié)果為LHC此前的結(jié)果提供了強(qiáng)有力的證明，也是對此前一直在這里為達(dá)成這一目標(biāo)而忘我工作的物理學(xué)家們所取得豐碩成果的最好證明。斯皮羅普魯在去年的一份聲明中表示：“這項發(fā)現(xiàn)從量子層面支持了我們對于質(zhì)量來源的看法，而這正是我們當(dāng)初建造大型強(qiáng)子對撞機(jī)的目的。這是一項無與倫比的成就?！彼f：“科學(xué)家們已經(jīng)等待了整整一代人的時間，為的就是這一刻。來自全世界各地大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)的粒子物理學(xué)家，工程師和技術(shù)人員們已經(jīng)為了達(dá)成今天的這一成就奉獻(xiàn)了數(shù)十年的辛勤工作?，F(xiàn)在是時候讓我們暫時停下腳步，回過頭去審視這項發(fā)現(xiàn)的意義了，然后再繼續(xù)進(jìn)行海量的數(shù)據(jù)收集和分析工作?！毕８袼共Ｉ幼钤缡窃?964年由英國物理學(xué)家皮特?希格斯和同事們提出的。而這個名字的后半部分則是為了紀(jì)念杰出的已故印度物理學(xué)家和數(shù)學(xué)家玻色，他與愛因斯坦一同給出了玻色子的定義。玻色子是一類基本粒子，主要包括膠子和引力子等。其負(fù)責(zé)傳遞費米子之間的相互作用，如夸克，電子和中微子等等。費米子是宇宙中的另外一種基本粒子類型。希格斯玻色子的確認(rèn)將為科學(xué)家們開啟一扇大門，讓他們得以進(jìn)行此前無法進(jìn)行的一些計算。其中一些計算的結(jié)果有關(guān)宇宙的命運。有一種觀點認(rèn)為宇宙將在未來數(shù)十億年內(nèi)毀滅。在進(jìn)行這樣的計算時，希格斯玻色子本身的質(zhì)量是一個非常關(guān)鍵的參數(shù)，它預(yù)示了時空的未來命運。目前的測量值顯示，希格斯玻色子的質(zhì)量約為質(zhì)子的126倍，這一質(zhì)量值幾乎已經(jīng)處在了一個臨界點上，它將有可能讓宇宙在未來數(shù)十億年內(nèi)走向毀滅。約瑟夫?林肯(Joseph Lykken)是美國費米國家實驗室的物理學(xué)家，他表示：“計算的結(jié)果告訴我們，在數(shù)十億年之后宇宙將可能面臨災(zāi)難?！彼f：“這或許意味著我們所生活于其中的這個宇宙本身存在著內(nèi)在的不穩(wěn)定性，在數(shù)十億年之后這一切都將歸于瓦解?！被玖Ｗ淤|(zhì)量之源若沒有希格斯粒子，其他基本粒子就會仍以光速運行，宇宙將仍然是一鍋沸騰的基本粒子湯，不能組成物質(zhì)，生命無從談起希格斯粒子究竟是什么?為什么找到它如此重要? 早在2000多年前，人類便開始追問，我們所生活的世界是怎樣形成的?從德謨克利特的“原子說”到如今被科學(xué)家普遍接受的標(biāo)準(zhǔn)模型理論，從樸素的形而上學(xué)概念到標(biāo)準(zhǔn)模型所預(yù)言的粒子陸續(xù)被證實，人類似乎越來越接近這一問題的答案。在標(biāo)準(zhǔn)模型里，宇宙由62種不可再分的基本粒子構(gòu)成，通過強(qiáng)力、弱力及電磁力這三種基本作用力組合成各種復(fù)合粒子，進(jìn)而構(gòu)成物質(zhì)世界?；玖Ｗ涌梢苑譃閮纱箢悾鹤孕秊榘胝麛?shù)的費米子(fermion)和自旋為整數(shù)的玻色子(boson)。費米子是構(gòu)成物質(zhì)“實體”的粒子，也稱之為物質(zhì)粒子，而玻色子則傳遞基本相互作用，也可稱為載力粒子。然而在標(biāo)準(zhǔn)模型建立過程中，有一個問題卻一直困擾著科學(xué)家：按照標(biāo)準(zhǔn)模型理論，基本粒子并沒有質(zhì)量，但實驗結(jié)果卻又清楚表明，除了光子以外的基本粒子都是有質(zhì)量的。1964年，希格斯等人提出了“希格斯機(jī)制”的概念，在理論上解決了這個問題。希格斯們認(rèn)為宇宙間遍布“希格斯場”，基本粒子在與希格斯場的相互作用下獲得了質(zhì)量，而形成希格斯場的就是一種新的粒子，被命名為希格斯粒子。根據(jù)對希格斯粒子性質(zhì)的預(yù)言，希格斯粒子的自旋為零，是一種玻色子，所以又把希格斯粒子稱為希格斯玻色子。希格斯理論提出，在宇宙誕生的最初，并沒有希格斯粒子的存在，其他的各種基本粒子都如光子一般，以光速橫沖直撞。宇宙誕生十幾秒后，希格斯粒子 誕生，形成了“希格斯場”。除了光子，其他的基本粒子與希格斯粒子發(fā)生碰撞后，就如同輕巧的棉花吸飽了水分一般，獲得了質(zhì)量，而速度就慢下來了。慢下來的基本粒子“夸克”在強(qiáng)相互作用下，抱團(tuán)組成了質(zhì)子、中子等粒子，質(zhì)子和中子又組成了原子核，原子核與電子在電磁力作用下又形成了原子，原子構(gòu)成分子，由此形成了我們所見到的大千世界。如果沒有希格斯粒子，其他的基本粒子就會仍然以光速運行，不能聚合在一起，我們的宇宙將仍然是一鍋沸騰的基本粒子湯，根本不能組成物質(zhì)，生命也無從談起。希格斯玻色子的存在是希格斯機(jī)制的必然結(jié)果之一，假若實驗證實希格斯玻色子存在，則可給予希格斯機(jī)制極大的肯定。更重要的是，它的發(fā)現(xiàn)彌補了標(biāo)準(zhǔn)模型的缺漏，奠定了標(biāo)準(zhǔn)模型