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美科学家称上帝粒子发现对全人类意义重大

2012年07月10日 09:06
来源:中国科技网 作者:李山

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第62届诺贝尔奖获得者大会有关欧洲核子研究中心(CERN)和希格斯玻色子的讨论会。左起分别是主持人菲利斯塔·泡斯和诺贝尔物理学奖获得者戴维·格罗斯、马丁努斯·韦尔特曼、卡洛·鲁比亚和乔治·斯穆特。大会主办方摄

7月4日,欧洲核子研究中心(CERN)宣布发现疑似希格斯玻色子的粒子。尽管实验结果还有待最终验证,这一消息仍引发了正在德国南部城市林道举行的第62届诺贝尔(物理学)奖获得者大会的高度关注。当天下午,诺贝尔物理学奖获得者戴维·格罗斯、卡洛·鲁比亚、乔治·斯穆特、马丁努斯·J·G·韦尔特曼和与会的物理学博士们一起与欧洲核子研究中心的科学家们进行了视频交流,就这一重大科学发现展开了热烈的讨论。

讨论会伊始,作为主持人的欧洲核子研究中心国际关系负责人菲利斯塔·泡斯教授做了一个小小的现场调查。她请现场的年轻学者举手示意:哪些人参与过欧洲核子研究中心大型强子对撞机中ATLAS(超环面仪器)或CMS(紧凑缪子线圈)的工作?很多人举起了手。哪些人在做(相关)理论研究?更多的人举起了手。最后,哪些人对此感兴趣?现场几乎所有的人都举起了手。

接着泡斯教授介绍了欧洲核子研究中心迄今为止的工作历程及其成果,并详细解释了CMS和ATLAS新发现的具体情况。她说,CMS探测器探测到质量为125.3±0.6GeV的新粒子(超过背景期望值4.9个标准差),ATLAS探测到质量为126.5GeV的新粒子(5个标准差)。这两个粒子极像希格斯玻色子,但还有待进一步分析来完全确定两个探测器探测到的粒子是不是同一粒子,以及是否为非希格斯玻色子的新粒子。

戴维·格罗斯:我一整天都没能停止微笑

对于欧洲核子研究中心取得的这一最新研究成果,因揭示粒子物理强相互作用理论中的渐近自由现象而荣获2004年诺贝尔物理学奖的戴维·格罗斯说:“这对我,对所有的物理学家,对全人类来说都是伟大的一天。我一整天都没能停止微笑。”

格罗斯并不认为已经发现了希格斯玻色子。他说,要证实它是最简单的标准模型所预计的希格斯玻色子,研究人员还需要确定两个尚未被测量的东西:玻色子的内在属性——自旋以及衰变率。这或许可以在未来3个月大型强子对撞机按计划维护关闭前得到。

格罗斯说:“这个发现既是一个时代的结束,又是一个新的开始。”新发现的结果巩固了标准模型,但也提出了新的问题。“我们现在有机会探测那些被称之为希格斯域的东西,这是一个新的领域。这仅仅是个开始。大型强子对撞机是一个20年的计划。它已经记录的只是在实验过程中应该被记录的事件的大约2%。”

格罗斯说,正负电子直线对撞机将使测试粒子的性质变得更容易,“但10年到20年内这不可能。也许现在的结果可以成为修建一个直线对撞机的动机。不管怎样,实验主义者是非常聪明的,正如他们今天所证明的那样。”他们用仪器梳理出了很小的信号。

谈到“上帝粒子”,格罗斯说:“这是一个非常糟糕的称呼。它与上帝没有关系。”至于该发现是否能获得诺贝尔奖,格罗斯幽默地笑着说:“我们已经拥有它了!”他建议:“忘了诺贝尔奖吧。今天的激动与奖励无关,而是有关发现和提高我们对现实世界的理解。”

卡洛·鲁比亚:我们深信物理学不会停在那里

曾任欧洲粒子物理研究所所长并因1983年相继发现W±与Z°粒子而获得1984年的诺贝尔物理学奖的卡洛·鲁比亚说:“这是非常初步的结果。”不过,他也认为这一成果是一个重要里程碑,结果将远远超出预期中相应的最简单的标准模型。他表示,或许更多的实验将使证据更加清晰。欧洲大型强子对撞机还要再运行3个月,然后将关闭进行两年的维护,等它重启时,它将能够以更高的能量来运行。

鲁比亚说:“我们深信物理学不会停在那里,会有日益增加的越来越难的问题。”

鲁比亚指出,有些人被很快授予诺贝尔奖,但在其他情况下,它可能会长达40年。对诺贝尔奖委员会,他补充说:“这一成果是物理学中的一个里程碑,值得致以最崇高的敬意。”

对于用“上帝粒子”来称呼希格斯玻色子,鲁比亚说:“创造了这一表达的物理学家利昂·莱德曼具有独特的幽默感,我们应该用同样的幽默感来使用这个称呼。”

乔治·斯穆特:今天的发现弥补了缺憾

由于发现了宇宙微波背景辐射的黑体形式和各向异性而分享了2006年诺贝尔物理学奖的乔治·斯穆特表示,今天的发现弥补了缺憾。

他说:“一年前,我是不支持寻找额外解决方案的主要理论家。”他现在想道歉。斯穆特指出,目前得到的结果已经有非常高的置信度,尽管额外的实验可以进一步提高它。他说:“我们现在处于这样的情况,我们可能被与实验误差同样多的概念性错误所误导。”

斯穆特认为,粒子物理的研究结果可以应用到宇宙学上。他说:“当我是一个年轻人,像你们的年龄一样时,我们开始相信大爆炸是正确的模型。我想粒子物理学与宇宙学是密切相联的,它是解释通胀、重子不对称性、暗物质、宇宙加速膨胀等难题的一个需要。粒子物理学对宇宙学有真正和直接的影响。你不能将它们分开。”

马丁努斯·韦尔特曼:对我而言这个结果有点令人“扫兴”

马丁努斯·J·G·韦尔特曼因阐明物理学中电弱相互作用的量子结构而获得1999年度诺贝尔物理学奖,对于欧核中心的最新研究成果,他似乎没有其他人那么兴奋。他说:“对我而言这个结果有点令人‘扫兴’。我能说什么呢?”在希格斯粒子的结果被证实前,他认为似乎已没有什么别的可做。

在视频连线中,欧洲核子研究中心的约翰·埃利斯表示,他希望超对称,即理论上基本粒子的影子世界能得到最终确认。他说:“今天的结果离通过大型强子对撞机发现超对称还很远。”在超对称中,可能一共有5个希格斯玻色子存在。当大型强子对撞机经过维修以更高的能量运行时,产生或打破超对称将变为可能。(驻德国记者 李山)

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