2012 七月號

第八十一期電子報  出刊日期:1010718   


 

尋覓45年,「上帝粒子」似乎找到了

 

 

 

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圖中央為某粒子衰變後,放出綠色、紅色訊號,科學家沿著訊
號回頭追蹤 ,認為放出訊號的源頭可能就是希格斯玻色子。
圖/國家科學委員會提供
 

 

在科學家尋找了四十五年之後,歐洲核子研究組織(CERN)的科學家四日宣布,他們找到了「很像是」有「上帝粒子」之稱的希格斯玻色子(Higgs boson)的新次原子粒子,雖然還不是百分之百確定,已足以讓科學界為之振奮。 

 

希格斯玻色子是物理學的「聖杯」,是最後一種未被證明存在的基本粒子,能解釋物質為何有質量,進而解釋宇宙生命的起源。英國物理學家希格斯(Peter Higgs)一九六四年提出這種粒子存在的假設,因而以他的名字命名。由於它難以尋覓又極為重要,因此也被稱為「上帝粒子」。

 

英國物理學家希格斯聽到實驗團隊找到「極似」希格斯玻色子的新粒子時,十分感動。還不夠精確。

 

(法新社) 位於日內瓦CERN的大強子對撞機(LHC)兩個實驗團隊CMS和ATLAS在各自的實驗中,都觀察到新粒子。

 

實驗團隊宣布結果時,全場起立鼓掌,歡聲雷動,希格斯本人感動拭淚。他說:「我要恭喜參與這項成就的每一個人,能在我有生之年看到,真了不起。」

 

CERN聲明說:「找到的粒子與希格斯玻色子吻合。」但還需要更多數據確認。

 

CERN負責人霍爾說:「我們對自然的了解,達到新里程碑。」

 

找到希格斯玻色子將證實「標準模型」理論,此理論找出物質的基本粒子與基本力。在愛因斯坦相對論解決了重力問題後,科學家建立起稱為「標準模型」的粒子物理學理論,把基本粒子分為三大類:夸克、輕子和玻色子。

 

但此理論有幾個缺口,其中最大的缺口是,為何有些粒子有質量,有些粒子則無。希格斯認為,玻色子存在於一百三十七億年前「大爆炸」所創造的一個看不見的場,後來稱為「希格斯場」。一些粒子與玻色子相遇後速度變慢,變成有質量,其他一些粒子,例如光子,則未碰到障礙,因而無質量。

 

CERN利用大強子對撞機進行接近光速的質子對撞,產生次原子遺跡,從中尋找色玻子的蛛絲馬跡。

 

大強子對撞機實驗投入成千上萬的物理學家和數以十億計美元,尋找希格斯玻色子,是繼發現夸克之後,最大規模的物理現象觀察。

 

科學家從幾兆個訊號中逐漸縮小希格斯玻色子可能存在的質量範圍,最後鎖定一二五到一二六千兆電子伏特(GeV)。

 

CMS團隊宣稱,在質量為一二五點三GeV的數據中,看到新粒子,確定性達到四點九標準差,也就是說,新粒子不是希格斯玻色子的機率為兩百萬分之一。

 

ATLAS團隊的結果更樂觀,發言人吉安諾提說:「我們在大約一二六GeV的質量範圍,觀察到清楚的新粒子訊號,確定性達到五標準差。」不是希格斯玻色子的機會,只有三百五十萬分之一。

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英國物理學家希格斯聽到實驗團隊找到「極似」希格斯玻色子的新粒子時,十分感動。(法新社)

聯合報╱編譯田思怡/綜合報導

 

【2012/07/05 聯合報】

 


 

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    國立中興大學物理系


 主題:2012中華民國物理教育聯合會議
   -物理教學及示範研討會、物理教育學術研討會和物理教育學會年會
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 網址:http://www2.cma.edu.tw/u_edu/dep_physics/prpc/conference/agenda.asp

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