“我們現(xiàn)在的發(fā)現(xiàn)看上去也許很遙遠(yuǎn)，但對(duì)未來(lái)生活的影響不可估量”

7月4日這天的全球視頻發(fā)布會(huì)一開(kāi)始，歐洲原子研究中心主任，一位花白胡子老爺爺，就“賣(mài)了個(gè)萌”。

“今天是一個(gè)非常特殊的日子！第一次舉行跨大洲的高能物理視頻會(huì)議！”他對(duì)全世界的頂級(jí)物理學(xué)家表示，將要介紹一個(gè)特殊粒子的數(shù)據(jù)。但是他說(shuō)，自己忘記這個(gè)粒子叫什么了。

“上帝粒子！”電腦前，好多中國(guó)科普愛(ài)好者不約而同叫了出來(lái)。大家都是因?yàn)?ldquo;希格斯—玻色子”而守候在屏幕前——它被認(rèn)為是宇宙形成的關(guān)鍵，給予幾乎所有其他粒子質(zhì)量。

換句話(huà)說(shuō)，質(zhì)子、粒子的源頭都是它。如果一直無(wú)法找到“希格斯—玻色子”，物理課本就是一本“假設(shè)教材”。

為了尋找“希格斯-玻色子”，過(guò)去兩年里，全世界有數(shù)十萬(wàn)臺(tái)計(jì)算機(jī)在運(yùn)行歐洲大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。其中，就包括位于北京的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。

中國(guó)人也承擔(dān)了歐洲大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)的建造。在核心的CMS探測(cè)器中，有五分之一是由中國(guó)團(tuán)隊(duì)制造并安裝的。

“從資金上講，我們承擔(dān)了CMS經(jīng)費(fèi)的1%。”中科院高能物理研究所研究員、CMS中國(guó)組負(fù)責(zé)人陳國(guó)明對(duì)《瞭望東方周刊》解釋說(shuō)。CMS是大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)中專(zhuān)門(mén)用來(lái)尋找“上帝粒子”的儀器。此外中國(guó)科學(xué)家還參與了其他部分的研究和建設(shè)。

令陳國(guó)明自豪的是，他的團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造了新的分析方法，使尋找“希格斯—玻色子”的靈敏度提高了30%，“到去年，美國(guó)麻省理工學(xué)院的一個(gè)組又在我們研究的基礎(chǔ)上，將靈敏度提高了10%。”

人類(lèi)尋找“上帝粒子”的努力邁出了一大步，而中國(guó)在這條征途上還需要加緊追趕。

我們對(duì)宇宙的理解將要改變

對(duì)于這場(chǎng)關(guān)于“上帝粒子”的發(fā)布會(huì)，英文推特上的一段對(duì)話(huà)大概能代表絕大多數(shù)人的心聲：“我完全不知道他們?cè)谡f(shuō)什么。”“嘿，有幾個(gè)詞我好像認(rèn)識(shí)！”

即使到最后，歐洲原子研究中心主任公布的結(jié)論也讓不少人一頭霧水：“我們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)粒子，和已知的SM相符合。”

SM就是“標(biāo)準(zhǔn)模型”，在1967年由物理學(xué)家溫伯格提出。他認(rèn)為，一切物體都是由輕子和夸克這兩大類(lèi)基本而不可再分的粒子構(gòu)成。“標(biāo)準(zhǔn)模型”理論在1979年獲得諾貝爾獎(jiǎng)。

目前，它預(yù)言的61種基本粒子已有60種被發(fā)現(xiàn)，只有“希格斯—玻色子”除外。而如果無(wú)法找到“希格斯—玻色子”，“標(biāo)準(zhǔn)模型”就無(wú)法完全驗(yàn)證，物理學(xué)的基礎(chǔ)就存在疑問(wèn)。

“希格斯—玻色子”的存在是由英國(guó)理論物理學(xué)家彼得.希格斯與其他五名科學(xué)家在1964年預(yù)言的。他們?cè)?月4日這天一同來(lái)到現(xiàn)場(chǎng)，迎接歡呼和掌聲。83歲高齡的希格斯說(shuō)，“我從未想過(guò)能在有生之年等到結(jié)果。”

不過(guò)，科學(xué)家們?nèi)匀粺o(wú)比謹(jǐn)慎。隸屬于歐洲原子研究中心的歐洲大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)中有4個(gè)探測(cè)器—— LHCb、ALICE、CMS、ATLAS。其中CMS專(zhuān)門(mén)用來(lái)尋找“希格斯-玻色子”，ATLAS用來(lái)尋找新的物理學(xué)跡象，都是最為核心的裝置。其他兩個(gè)和“上帝粒子”關(guān)系不大。

CMS的發(fā)言人講了尋找“希格斯—玻色子”的過(guò)程：先觀測(cè)到某些粒子衰變之后產(chǎn)生的光子等其他粒子，反推這些光子會(huì)不會(huì)是大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)中粒子碰撞產(chǎn)生的“上帝粒子”衰變而來(lái)的。

最后，發(fā)言人說(shuō)，研究達(dá)到5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)誤差，即99.99994% 的可信度，全場(chǎng)猛烈鼓掌。但這位紳士裝束的中年人的確沒(méi)有說(shuō)發(fā)現(xiàn)了什么。

5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)誤差在粒子研究領(lǐng)域就代表著“發(fā)現(xiàn)”。幾個(gè)月前，美國(guó)費(fèi)米國(guó)家實(shí)驗(yàn)室也宣布發(fā)現(xiàn)了“希格斯—玻色子”，但并沒(méi)有達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)誤差水平。

其實(shí)在此之前，人們只知道“上帝粒子”的長(zhǎng)度：十億分之一米，再除以100萬(wàn)。但是科學(xué)家現(xiàn)在可以宣布，“新粒子”的質(zhì)量是氫原子核的 133 倍左右。

最終，歐洲原子研究中心發(fā)布說(shuō)：“我們觀測(cè)到一個(gè)粒子，與一個(gè)‘希格斯-玻色子’相符，但不確定是哪一個(gè)玻色子。”

科普網(wǎng)站“果殼網(wǎng)”解釋說(shuō)：“有個(gè)東西，看起來(lái)像大象，聽(tīng)起來(lái)像大象，摸起來(lái)也像大象，但我就是不知道它是不是大象。”

無(wú)論如何，歐洲原子研究中心這個(gè)全世界最嚴(yán)肅的科學(xué)研究機(jī)構(gòu)在官方主頁(yè)斷言：“我們對(duì)宇宙的理解，將要改變！”