 鲜花( 0)  鸡蛋( 0)
|

楼主 |
发表于 2006-11-20 21:30
|
显示全部楼层
2001年12月,欧洲核子研究中心的科学家在进行了为% d7 p" P2 F4 e6 e
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' t2 h1 G6 C& h/ _
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
; i8 s7 ?! i4 l1 ?发现希格斯玻色子存在的证据。; |/ J( p3 n! P0 S
, x0 P# p5 }( c& M" h% u7 ]
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4 B# E' B0 M5 S
总是要从FDISK做起,尽管大多时候FORMAT完全可以
7 G6 J& n. }% T' M* Q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
+ Z" |% H# y1 b4 q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
2 a( O- u5 Z8 f& `9 f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
# L9 ?. }# g; N" U8 x0 o& J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
( b1 O% J, w& ?% x; p7 ~! z3 I0 {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1 o5 B n+ ~, j
是——验证希格斯玻色子的存在。
: ~: i% A1 t2 [! B: u$ y) I9 ]; B6 A& ^3 S, z/ B7 `. P: B
粒子学家们的这一追求是完全可以理解的。因为数千年来,8 b5 o1 O6 ^3 C2 v8 p3 t. x+ Y
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 @1 e" l8 y) k0 l9 k
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!( d6 k3 ~4 Z2 U6 h
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# m; e# z& @+ V$ \' V
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
s/ K. |3 J" M& t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
' _! O/ P" n* J$ X来,它更像是促成人类追求完美的天使。
: C5 E6 q5 R# B( n, @$ h, l* l8 c7 Q
8 i+ s* ]# I+ v; A" w6 F- J# v 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
. C! [9 m+ t3 h" N: S/ ] R' Q东。1 O9 g/ \( ]0 r. ]# p6 g2 Z+ F
- b& j# I; b: t1 x 人们已经发现,自然界中物体之间千差万别的相互作用,可
9 N: `+ O% N8 q6 `- j3 C2 H以简单的划分为四种力:即引力、电磁力、维持原子核的强作用; A/ L( M: g9 T4 M3 S
力和产生放射衰变的弱作用力。在爱因斯坦的广义相对论解决了
6 V H: n. W3 R- g+ V重力的问题之后,人们很自然的开始尝试建立一个统一的模型, s% X2 |/ e& x- [6 C. B% Z( A
以期解释通过后三种力相互作用的所有粒子。准确的说,这一假/ P% A5 N o' Q( Z- |; T
设模型被称为标准模型,它把基本粒子(构成物质的亚原子结构)
% U6 n2 K* j9 `4 v& F( T分成三大类:夸克、轻子与玻色子。不用去管这个理论多么复杂,
/ `# i j% B i( B8 a! K8 l我们需要知道的只是借助于这一理论使得物理学家们眼中的世界; h! S, `& g2 e' u0 i' v5 L
变得简单起来:夸克借助于强作用力结合起来,由此产生出质子: ^/ |. K) \% e5 |
和中子;这两种粒子再形成原子核。而属于轻子家族的电子则绕
+ N: `6 w6 ?4 O+ G0 a) Q4 [; [着原子核旋转,从而形成完整的原子结构。其他已知的亚原子粒* Y/ @0 a: H1 Q
子,要么可归入轻子家族,要么是不同的夸克组成的。" ^ X+ P/ c7 S7 {
$ Q8 p8 d- P$ L0 d! g. y
标准模型的出现,使得各种粒子如万鸟归林般拥有了一个共
3 `( s5 W! O9 z+ h; m! B同的“家园”,而且尤其让人陶醉的是,在这个模型中不同粒子
$ o+ n! q- S g4 t的性质大体上都可以用具有数学对称性的定律来决定,非常之完
: R' _' j& Q& n+ P美。然而,这种完美有个致命的缺陷,那就是该模型预测出的粒
0 \2 U9 P' H) n; V子没有任何差别并且质量都为零。于是,物理学家们开始了并不
6 E0 K' G2 U: ^) t3 M( Y& j陌生的修补理论大厦的工作,他们假定了希格斯场的存在。进一
6 }6 B& ^* I( y& C" Y步,由于任何已知的场都有与之相关的粒子,因此假设前进一步
! V- z3 K6 r4 g* Y2 a的假设就导致了天使的出场——希格斯玻色子的存在。
8 x8 ?: K( c6 |; d. C& ]& Z9 x; j- {! z' w
换个角度,让我们从假设的结论出发追溯回去似乎更容易理
! ~3 X8 J# } e# f. n& M解。假设出的希格斯玻色子是物质的质量之源,是电子和夸克等
+ g3 A8 B: v- W5 G/ K形成质量的基础。其它粒子在希格斯玻色子构成的“海洋”中游5 [; _# p$ h- \
弋,受其作用而产生惯性,最终才有了质量。而后所有的粒子在
$ W4 G" @6 s4 s1 o$ \* u除引力外的另三种力的框架中相互作用,统一于标准模型之下,
# P& r0 F$ L. D# E' |构筑成大千世界。标准模型预言了62种基本粒子的存在,这些
1 A2 U( K7 O9 k5 H粒子几乎都已被实验所证实,希格斯玻色子是最后一种未被发现* C; e+ }2 t" K( y# w
的基本粒子。
- A; h* i% S* d& }7 J* T, K3 M) B3 U( |8 c
其实科学家们的完美在进入本世纪的时候几乎就要实现:2
; J* l0 `) m. r9 i2 O! l9 I! p000年9月,欧洲核子研究中心大型正负电子对撞机(LEP)+ S& z1 R0 @* {& D9 J- Z
研究项目的科学家介绍说,他们在实验中发现了一些表明希格斯
- G) x5 g' U% J+ ~$ w: V; J玻色子存在的迹象。天使似乎终于露出了她的微笑,然而可惜的0 _7 q B" A, r' }! x! R4 l" P* i1 ~
是,天使的笑容并非如同蒙娜丽莎般永恒。当人们为欧洲核子研1 A7 ^/ S& O, O- r; r B
究中心的科学家们更确切的证据翘首期待一年之后,等来的却是
+ d0 C" B+ s' h- }& l2 v' ?相反的结果:科学家们没有发现希格斯玻色子存在的证据。如果
8 R( Q! v1 A) z* b0 R1 L说有发现的话,那只是去年“发现希格斯玻色子存在迹象”的实
9 b+ ~" Q% z, c' }# {- ]验数据分析错误。
. e3 N3 O9 O# A9 C9 E& ?5 I/ y9 f! E7 \) h
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,7 I! K6 b. h4 N2 K3 ]
但欧洲核子中心利用LEP在115吉电子伏的能量水平上依然. j N, r$ {8 s. o0 |
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
2 c9 U4 s$ N* M: U# V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" o1 Z3 B& L3 q- Q; R- M
能性仅剩下30%,如同欧洲核子中心的科学家尼尔·卡德所说:
0 J5 {. W& s: k s: J“我们失去了大部分的狩猎场”。不过,美梦依然有成真的概率,
; |; ?) ^* E' N9 Q7 i4 r' O3 m9 p" ^毕竟还剩下30%。对于科学而言,哪怕是0.01%的可能都4 ~4 E* U Z5 q; |# E* H2 b; l1 B* X
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
& j2 E" c9 y; S3 v7 _) P挽救标准模型这座大厦而已。( e3 R$ a4 Q7 o$ `4 _8 h, _0 f" _
其实,标准模型并非是唯一的理论体系。早在数十年前,就
& f, ~9 |1 ]% r; M( L+ j5 D8 I1 C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
8 t& `/ t, M x b- `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
' }- i3 q$ c2 x0 K& m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
8 u0 X; }" m# g! s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。# g. H# @. d" G' u) x2 S
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1 Y& `" _6 Q7 u* x
人们追求完美世界的终结。
( R* W$ n' b: J) |, t, z
+ K5 v1 g& ^: Q- ]( w* r) R" R2 t 或许,不久人们就会真的发现希格斯玻色子的存在;或许,
' J) W2 n$ _! Y/ a. x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;
. I8 y$ I: v- r( { G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
9 p$ O+ ?, ~. e. z3 a8 `3 z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
' ^, E% P6 G, r+ }被引入全新的领域;或许……无论如何,我们需要的其实并不是
1 U+ o1 ~% X# Y. ?: W8 [# v天使,只是一个合理的存在。 |
|