召唤上帝粒子

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今天是我的生日,不过这不重要,重要的是今天 CERN 宣布历经数年的探索,人类终于发现了「上帝粒子」——希格斯玻色子的一丝身影。

希格斯玻色子之所以这么重要,是因为在近代理论物理研究中,有一个试图统一电磁力、弱相互作用、强相互作用的「标准模型」,这个模型将基本粒子分为两大类:费米子、玻色子——一共62种粒子。经过近半个世纪的探索,在一代又一代的高能粒子加速器上进行验证,终于一一发现了这些预言中的基本粒子,只是,由于早年加速器的能级限制,希格斯玻色子——作为物质质量来源的关键基本粒子却迟迟没能发现。时间进入21世纪,新一代的大型强子对撞机(LHC)在日内瓦建成,它的头等任务就是验证希格斯玻色子的存在;与此同时,大洋彼岸的费米实验室也希望在2011年底他们的正负质子对撞机(Tevatron)正式退役前,能够发现希格斯玻色子的蛛丝马迹。于是,这两台世界上运行能级最高的加速器开始了争分夺秒的实验探索。由于希格斯玻色子的现身时间极其短暂,目前还不能直接观测到它,只能在两束具有极高能量的粒子相撞后,从「碎片」中寻找它曾经存在的证据。

终于,从2011年开始,一些有力的证据开始浮出水面。物理学家们苦苦追寻了近半个世纪的「上帝粒子」似乎就要走出迷雾。

LHC 用两个观测器同时验证希格斯玻色子的存在,巨量的数据源源不断地汇入 CERN 的计算中心,然后再分发给位于33个国家的庞大计算网格。这项科研计划的规模是前所未有的——每年1500万 Gbytes 数据、全球化的合作、甚至借助 LHC@home 平台,任何一个普通人也可以存于参与到这一项惊人的探索中来。

有人甚至将之称为比登月计划的更伟大的壮举,之所以伟大,是因为它的发现,可以从根本上推动基础物理的进步。

今天,LHC 召开了新闻发布会,宣布两大观测器的观测结果。李淼在微博上转述 CERN 发言人的话:「Big result」。

整场报告下来, LHC 带来的数据完全震撼了在场的物理学家们,当主持人给出关键性的结果时,场下就响起一阵热烈的掌声——5σ的错误概率,这意味着科学家们的判断有99.99994% 的概率是正确的。CERN 的负责人说:「从一个外行人的角度来说,我们已经发现希格斯玻色子了;但从一个内行的角度来说,我们还需要更多的数据。」

希格斯玻色子的最终确认,将会使全球物理学家的注意力集中到更加正确的理论方向上来,在我看来,这才是实验物理学最重要的意义。而现在看来,距离这一结果仅有一步之遥了。

Thanks Nature.

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