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科技新聞

科學家瞥見上帝粒子 媲美發現DNA

【大紀元2011年12月13日訊】(大紀元記者黃捷瑄編譯報導)歐洲核子研究中心(CERN)13日在瑞士日內瓦舉行的研討會上首度宣佈,「瞥見」在物理理論中造就物質質量的希格斯玻色子(Higgs Boson,粒子的一種,又稱上帝粒子)。儘管研究尚未達到「完整發現」所需的精確度,但其重要性足以媲美60年前發現DNA雙螺旋結構的重大突破。

研究中心Atlas團隊的主持人、物理學者吉亞諾提(Fabiola Gianotti)說,希格斯玻色子出現的「熱區」在對撞機的低能量區。研究團隊找到希格斯玻色子存在的線索,等數據充足之後可毫無疑問地確認成果。以不同儀器執行相同研究的CMS團隊,13日稍晚將公佈研究成果。

研究中心Atlas團隊的主持人、物理學者吉亞諾提(Fabiola Gianotti)表示,研究團隊找到希格斯玻色子存在的線索,等數據充足之後可毫無疑問地確認成果。(STF: FABRICE COFFRINI / AFP ImageForum)


質量之源 宇宙之謎

據BBC報導,在當代粒子物理學標準模型(Standard Model)理論中,假設了62種基本粒子的存在,希格斯玻色子是唯一尚未被發現的粒子,它具有質量,而且是所有物質的質量之源。

現年82歲的英國科學家希格斯(Peter Higgs)在1964年與另外5名科學家建立了一個解釋質量的機制,可補充標準模型理論中有關粒子和質量間無法解釋的差距;這也是希格斯玻色子名稱的由來。它有「上帝粒子」的別稱,但只存在於理論之中,從未被證實過。

希格斯受訪時表示:「我很難想像,要是它不存在,(標準模型)理論怎麼成立。」

利物浦大學教授席爾茲(Tara Shears)表示,解釋質量的成因並非最終目的,更重要的意義在於確定人類對宇宙的認識。

經歷40年的尋尋覓覓,「發現」希格斯玻色子的傳聞在近幾週越來越接近現實。CERN的學者雷姆波瑟(Christoph Rembser)會議前說:「這是神奇的一刻,你可以感覺到人們的熱切之情。這實在太真實了!」

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歐洲核子研究中心(CERN)13日在瑞士日內瓦舉行的研討會上首度宣布,「瞥見」在物理理論中造就物質質量的希格斯玻色子(Higgs Boson,粒子的一種,又稱上帝粒子)。(STR: HANDOUT / AFP ImageForum)


希格斯力場

希格斯玻色子構成的「希格斯力場」(Higgs Field)可解釋粒子的質量之謎,當其它粒子在希格斯力場中時,受其作用而產生慣性,最終有了質量。沒有這個場,粒子就會以光速潰散。

希格斯力場的作用猶如名人與記者之間的關係,一群人為名人所吸引匯聚,在一定的空間之內,人與人在運動間產生阻力。換句話說,人群給了名人「質量」。

最快明年3月見結果

1989年至2000年,研究中心利用「大型電子正子加速器」(LEP)得知希格斯玻色子的質量超過LEP所能測得的極限:114GeV。(1GeV約等於一個質子的靜止質量。)探尋希格斯玻色子的任務於是交給了造價100億美元的「大型強子對撞機」(LHC)。研究中心成立了Atlas與CMS兩組團隊,各自以不同的儀器在對撞機中捕捉希格斯玻色子的蹤跡。最近科學家在部落格上公佈的消息指,經過350萬億次的質子撞擊,其中約10次可能已讓希格斯玻色子現身,並發現其質量約120至125GeV。

這個數據的可信度在2.5級至3.5級sigma之間,如果以丟銅板比喻,3級sigma相當於得到8次正面的機會,而研究必須達到5級sigma,即20次以上的正面,才能正式成為「發現」。研究中心表示今年不會有完整的結果,但有信心在明年3月前取得更多數據,確認希格斯玻色子的存在。

儘管研討會發表的只是初步成果,曼徹斯特大學教授索德納‧蘭波德(Stefan Soldner-Rembold)稱許新近研究的品質「卓越」,不管最後希格斯玻色子是否存在,甚或推翻了標準模型理論,對科學界都是卓越的貢獻。

(責任編輯:畢儒宗)