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。

6 p0 `: G5 C6 b, s. G) f4 s　　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。

　　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。
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　　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
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。

) V9 Y7 f' b! @( c2 x　　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
2 V( a1 E1 l$ d: ?, t+ f+ N: g总是要从ＦＤＩＳＫ做起，尽管大多时候ＦＯＲＭＡＴ完全可以
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
2 U/ |9 d1 K. x* I- ?* h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。
1 ]7 I2 V* p, B. s) J5 x' s
- a7 ]1 h3 c1 {( f6 Q. l) X" E$ k% h　　粒子学家们的这一追求是完全可以理解的。因为数千年来，
4 d2 U! i) n# S4 `- D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
0 I3 O0 Y7 N2 s$ R- P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！
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
6 L+ c0 E7 }2 j6 X: r8 J% O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
7 f6 t* k3 R4 C+ D( \2 v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
来，它更像是促成人类追求完美的天使。

3 Q% v8 ^/ _* `, P' }7 [0 [/ @8 q　　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
4 w- \! o: H$ X8 k7 [2 Z/ V东。

8 E; C* G- Y4 d4 Z　　人们已经发现，自然界中物体之间千差万别的相互作用，可
3 z. V) u* W7 |' O# J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
: Y! q4 n8 D% c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
; S3 \5 O* l4 {, L8 f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，
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
  |3 n! `9 O6 a9 G& w$ B0 ^' T# ?1 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）
. a' q% {' g& G, c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，
. m0 k0 x) b; z7 _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
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
; ]: k5 I! U1 e0 q% D6 z1 v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
: R% u3 F* V8 K+ _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
同的“家园”，而且尤其让人陶醉的是，在这个模型中不同粒子
. L& L7 X! v5 R+ M& p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
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
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
+ z4 L: w4 }1 i1 |% V7 g( O0 [' o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
# W) k; E- L2 s. b- ^0 y的假设就导致了天使的出场——希格斯玻色子的存在。
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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
: \: f, a  P3 Z1 R) ^; ]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
* u8 h  {- K4 a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
, N1 w  h/ t0 j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，
8 b# S8 v0 {! @9 @6 U: ?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
3 W) c* q+ m& p8 a' D3 }5 F的基本粒子。

　　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
０００年９月，欧洲核子研究中心大型正负电子对撞机（ＬＥＰ）
2 [9 T9 }3 \, z- M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
! L" L. {: d- s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
# p# o5 b: O% u. S* `, x; u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
8 O3 E+ Y, T# T; b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
验数据分析错误。
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6 z" j" f7 R" B/ l; U( ?, _　　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，
, q- M  {2 X6 {5 B3 I但欧洲核子中心利用ＬＥＰ在１１５吉电子伏的能量水平上依然
# S, l$ a& Y9 U9 C/ R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
能性仅剩下３０％，如同欧洲核子中心的科学家尼尔·卡德所说：
“我们失去了大部分的狩猎场”。不过，美梦依然有成真的概率，
. q) X" l9 T/ w) Q+ ^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
" J9 `" c" q9 @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
: Q  H! R1 V  O" j3 F4 Q! ?2 Z4 t, X' U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
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。
' \) F- ~+ }9 Y8 U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
$ [+ @$ X- ?( \  w1 m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，
* A& r0 F2 M2 z1 P9 K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；
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
; c% x5 q% E8 G  I' H, A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
. _, ?4 A( v2 Q8 P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。