主题: 欧洲发现类似上帝粒子 或可解万物质量来源之谜
2012-07-05 09:04:39          
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主题:欧洲发现类似上帝粒子 或可解万物质量来源之谜


北京时间7月4日下午3时,日内瓦。全世界都在关注欧洲核研究组织(CERN)的一个新闻发布会,因为发布会通过现场直播大型强子对撞机发现“上帝粒子”的实验结果。
据钱江晚报报道,当日下午5时,CERN用一句话震撼粒子物理学界:“新发现的粒子与长期寻找的希格斯玻色子一致。”“在对自然的理解之路上,我们抵达一座里程碑。”
提出“上帝粒子”概念的皮特·希格斯本人在发布会现场表现得十分兴奋,他眼含热泪地说:“在我的生命中竟然发现了如此不可思议的事情!”
美国能源部下属的费米国家加速器实验室2日宣布,该实验室万亿电子伏特加速器的数据“强烈表明”被称为“上帝粒子”的希格斯玻色子的存在。不过,还需要根据欧洲大型强子对撞机的实验结果来建立发现希格斯玻色子存在的更坚实证据。
“上帝粒子”到底解释了什么样的自然奥秘?为什么这么多年都难以被强大的实验设备捕捉到?记者通过浙江省人才开发协会海归中心,第一时间专访到留美博士、浙江工业大学理学院副研究员武强。
武强博士的专业就是理论物理,因为忙,昨天的直播他没有看成,但他下午马上得知了实验结果,连连感叹实验结果来之不易,意义非凡。
问:昨天是个特殊的日子吗?
答:追踪上帝粒子,是通过实验来寻找它。实验时间的选择,主要是看欧洲大型强子对撞机(LHC)的状态。
耗资总计约 20亿美元的LHC,位于法国和瑞士边境地区地下100米深、约27公里长的环形隧道中。在撞击器内那条27公里长的圆形隧道,超导磁铁会把质子和离子加速至接近光速,然后相撞,在极细微空间爆发十万倍太阳温度的超高温。这一刻就像宇宙大爆炸之后,释放大量能量和基本粒子,冷却后形成组成物质的质子和中子。这种超高能量的释放,偶尔会导致机器的温度变化,它就会歇菜。2009年进行过类似的实验,就有一块疑似“小鸟嘴里掉下来的面包”,导致LHC强劲的冷却装置“罢工”了!
问:为什么物理学家要痴迷上帝粒子?
答:因为上帝粒子是物质为什么有质量的原因。自然界中的所有物质都是由原子构成的,原子由原子核和电子构成,原子核又是由质子和中子构成的,质子中子又由无数夸克构成……就这么一层层下去。
但这种种的“子”们,跟人类一样,有区分彼此的特征,如人有身高、体重、相貌……而它们有电荷、质量、体积等等。 到目前为止,电荷、体积这些属性是从哪里来的,人类已经搞明白了,只有质量是从哪里来的?我们只知道是和这个上帝粒子相互作用形成的,但是还没找到这个始祖。
问:为什么质量的“始祖”迟迟发现不了?
答:越是基础的东西,就越难发现。举个简单的例子,你要知道一辆汽车的组成是怎么样的,你把车拆开就行了。但是你要知道一块石头的构成,你就只能通过撞击石头,让它里面的物质跑出来。所以越是小的物质,就越是需要大能量的撞击来得到它的构成。
科学家预测上帝粒子的质量,大约是125Gev(Gev表示十亿电子伏特)左右,能发现这么大质量粒子的撞击,能量爆炸的强度,仅仅与宇宙大爆炸相差1000倍,在人类已经登峰造极了。(证券时报网快讯中心kuaixun.stcn.com)
那么我们拥有了LHC这样的大家伙(理论上,它可以制造质量有1000Gev粒子的碰撞能量),完全可以“驾驭”上帝粒子。而事实是,实验室的碰撞实验中,确实曾多次“蹦”出上帝粒子,但是我们的设备有时候不一定能全方位顾及到它,在眼皮子底下溜走的情况,也是有的。(证券时报网快讯中心kuaixun.stcn.com)
问:此次发现的意义在哪里?(证券时报网快讯中心kuaixun.stcn.com)
答:你知道这个实验,不是普通的实验,它是人类有史以来投资最多、规模最大、参与科研人员的国家最多的一个实验。它的投资方主要是欧洲,别的国家,包括中国在内,都提供了很多部件,以及相关的帮助。但是在欧债危机之下,这样的实验史无前例,也可能是后无来者了。
这个实验做了25年,终于找到了新的粒子,虽然目前科学家还在拿今天发现的粒子,和上帝粒子的属性作比对,以证明这个新发现的粒子到底是不是希格斯,这项工作可能还需要半年左右的时间。但是无论如何,花了这么多钱,经过了几十年的实验,有了新的进展!
问:将对应用科学领域产生怎么样的影响?
答:理论物理学研究的特点,是超前性非常强。可能20年以内,你不一定看得到它直接产生经济效应,但是它一定是有各种你意想不到的潜力的,好比当年创建量子力学的那些物理学家,他们的兴趣也许只为探索物质世界的终极奥秘,但如果没有建立在量子力学基础上的半导体理论,电子计算机的发明就完全不可能,我们今天信息时代的生活也就不可想象。
事实上,追踪上帝粒子的一些附加效应,已经逐渐显现,比如科学家进行这项实验使用的计算机,都是全世界最先进的计算机,很多计算机领域的前沿技术,已经开启应用。

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