欧洲大型强子对撞机将揭宇宙形成秘密

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据中国国际广播电台报道 迄今为止最大的科学研究设备——大型强子对撞机，正在紧张的安装调试之中。欧洲粒子物理研究所的研究人员，正在一条长达27公里的地下隧道里，安装这台巨型管状粒子加速器及其相关设备。几个月后，它就将投入运行。届时，科学家们将可能不仅获得宇宙起源研究的资料，而且制造出黑洞。
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6 K" }% w! d$ V2 }/ @5 o　　对撞机工作的机理是：对两束粒子同时加速，使它们以接近光速的速度运动，然后让它们相撞。科学家们的计算显示：每个质子在撞向另一个质子时，其携带的能量相当于一辆重400吨的火车以每小时200公里的速度前进时所具有的能量。科学家们预测，每秒钟可以发生约8亿次这样的碰撞，而每次碰撞都能够产生一些亚原子碎片，供科学家们筛选和研究。

, v3 J! @. P! B# Z: ~　　而科学家们最想找到的，可能就是希格斯玻色子了。很多年以来，物理学界一直没有解决一个看似简单的问题，即物质为什么拥有质量？1964年，英国爱丁堡大学物理学教授彼得·希格斯提出了一个玻色子的理论，用以回答这个问题。

4 a  O- c$ M* V5 o6 Y. h7 z　　科学家们还希望在对撞过程中可以产生他们所感兴趣的其他东西，比如黑洞。欧洲粒子物理研究所的研究人员希望，大型强子对撞机可以轰开人类所不知道的其他宇宙维度，它就可能释放出巨大的能量，从而将其周围的物质吸进去，形成人造的微型黑洞。

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到时就可以验证四维或以上的空间维度是否真的存在了.

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２００１年１２月，欧洲核子研究中心的科学家在进行了为
$ Z: L  |2 O8 n; u, s期一年的数据分析后，公布了对该中心大型正负电子对撞机关闭
前最后５年为寻找希格斯玻色子而进行的大量实验的结果：没有
发现希格斯玻色子存在的证据。
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　　追求完美无疑是人类的天性之一。就好比我每每重装电脑时
总是要从ＦＤＩＳＫ做起，尽管大多时候ＦＯＲＭＡＴ完全可以
& o2 v: L* }7 k" w. S% U2 d解决问题，但总觉得这样颇不完美，累且繁复一点成为追求完美
的代价在我看来完全值得。当然，这个例子似乎并非“人类追求
完美”的强力明证，但似乎还有点逻辑价值。一千个人所追求的
完美可能远远超过一千种形式，但在数千年研究积累之下，如今
大多数的粒子物理学家们对于完美的追求已经变的单一了，那就
是——验证希格斯玻色子的存在。
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　　粒子学家们的这一追求是完全可以理解的。因为数千年来，
6 ~- r6 q& \: r& H! o$ }" d  t人类在对物质本质的研究领域已经走到了这一步，那就是一旦验
. J2 H) i5 r) f$ a* I, m9 I证了希格斯玻色子的存在，物质构成之谜的神秘面纱就伸手可及！
1 I5 O" F9 }' ?有了希格斯玻色子，统一理论就完全成立了，将有更多的世间万
象因此而被认知，科学的世界也就毫无疑问的更加完美。有人因
此将希格斯玻色子比做粒子物理学领域的“圣杯”，然而在我看
6 n+ K& F, ], _" ~2 b) {来，它更像是促成人类追求完美的天使。

" R- [( j# f% j7 N　　还是让我们具体的看看，希格斯玻色子究竟是个什么样的东
东。

　　人们已经发现，自然界中物体之间千差万别的相互作用，可
; L2 e2 t4 y3 g0 u# L  ^& d: H! t0 Z以简单的划分为四种力：即引力、电磁力、维持原子核的强作用
力和产生放射衰变的弱作用力。在爱因斯坦的广义相对论解决了
重力的问题之后，人们很自然的开始尝试建立一个统一的模型，
- l1 t8 m% Z" M- Z! B以期解释通过后三种力相互作用的所有粒子。准确的说，这一假
设模型被称为标准模型，它把基本粒子（构成物质的亚原子结构）
0 r+ f, ]( S, Y2 C4 b+ Z; @2 X分成三大类：夸克、轻子与玻色子。不用去管这个理论多么复杂，
$ x1 I  e+ a' T6 ?: h我们需要知道的只是借助于这一理论使得物理学家们眼中的世界
/ S+ e7 W( b/ K0 N% U变得简单起来：夸克借助于强作用力结合起来，由此产生出质子
9 T+ O8 Q$ W7 ]* q( f9 ]和中子；这两种粒子再形成原子核。而属于轻子家族的电子则绕
着原子核旋转，从而形成完整的原子结构。其他已知的亚原子粒
子，要么可归入轻子家族，要么是不同的夸克组成的。

　　标准模型的出现，使得各种粒子如万鸟归林般拥有了一个共
% z) v2 V9 [; I0 `+ j同的“家园”，而且尤其让人陶醉的是，在这个模型中不同粒子
的性质大体上都可以用具有数学对称性的定律来决定，非常之完
美。然而，这种完美有个致命的缺陷，那就是该模型预测出的粒
& P: M; o; i4 S# Q/ Q6 r, j子没有任何差别并且质量都为零。于是，物理学家们开始了并不
- b8 ]: ~& K1 r陌生的修补理论大厦的工作，他们假定了希格斯场的存在。进一
# `( a; B8 t1 ~: d# R步，由于任何已知的场都有与之相关的粒子，因此假设前进一步
的假设就导致了天使的出场——希格斯玻色子的存在。

5 C# J& f4 M" D( x. @换个角度，让我们从假设的结论出发追溯回去似乎更容易理
解。假设出的希格斯玻色子是物质的质量之源，是电子和夸克等
形成质量的基础。其它粒子在希格斯玻色子构成的“海洋”中游
弋，受其作用而产生惯性，最终才有了质量。而后所有的粒子在
除引力外的另三种力的框架中相互作用，统一于标准模型之下，
4 B  z& {, \  i7 s构筑成大千世界。标准模型预言了６２种基本粒子的存在，这些
粒子几乎都已被实验所证实，希格斯玻色子是最后一种未被发现
的基本粒子。
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　　其实科学家们的完美在进入本世纪的时候几乎就要实现：２
0 ~5 G2 y5 D# V: ^$ W０００年９月，欧洲核子研究中心大型正负电子对撞机（ＬＥＰ）
研究项目的科学家介绍说，他们在实验中发现了一些表明希格斯
玻色子存在的迹象。天使似乎终于露出了她的微笑，然而可惜的
+ a4 o: N! g0 A% B* ^  T是，天使的笑容并非如同蒙娜丽莎般永恒。当人们为欧洲核子研
究中心的科学家们更确切的证据翘首期待一年之后，等来的却是
相反的结果：科学家们没有发现希格斯玻色子存在的证据。如果
/ Z+ o; q. p( v1 q# t' E说有发现的话，那只是去年“发现希格斯玻色子存在迹象”的实
2 N$ m2 w8 B( J" t5 E8 c. q* `验数据分析错误。

　　由于现有理论估计希格斯玻色子的质量可能为８０吉电子伏，
但欧洲核子中心利用ＬＥＰ在１１５吉电子伏的能量水平上依然
* L1 M0 _6 I% g0 O) `& i& F: F没有找到希格斯玻色子，因此许多科学家对这一结果感到十分失
望。在这一结论的基础上，科学家们预计希格斯玻色子存在的可
) ^3 {9 |) z6 ^+ u/ P能性仅剩下３０％，如同欧洲核子中心的科学家尼尔·卡德所说：
% `# n- n6 b+ _+ }4 \“我们失去了大部分的狩猎场”。不过，美梦依然有成真的概率，
: v1 O0 Z) r9 W0 o: @% i2 o毕竟还剩下３０％。对于科学而言，哪怕是０．０１％的可能都
完全可以铸就一幢新的理论大厦。只是，我们这里的希望是为了
挽救标准模型这座大厦而已。
　　其实，标准模型并非是唯一的理论体系。早在数十年前，就
有人针对标准模型的缺陷提出了新的理论，即超对称理论，甚而
有之，还有人提出了条件更为宽泛的弦理论。而即使标准模型成
立，由于其不能将引力纳入其体系之中也不能满足一些科学家对
; ?  s* T! q# v+ K完美的追求，他们认为宇宙不可能由两种毫不相干的理论统辖。
所以，希格斯玻色子这一天使即便是降临人世，也应该不会成为
' Y# D: I1 A8 P$ {$ T  a; J人们追求完美世界的终结。
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　　或许，不久人们就会真的发现希格斯玻色子的存在；或许，
不久人们将发现其它现有理论模型更加精确并找到另外的天使；
" y$ b& @& t8 f; ^4 J或许，人们终将推翻所有现有假设建立全新的理论模型并最终得
' w4 n+ @3 Z* U8 d7 h到验证；或许，人们在得到验证的结果后又发现人类认知的世界
; q  ?! |8 d& N被引入全新的领域；或许……无论如何，我们需要的其实并不是
天使，只是一个合理的存在。