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若重回宇宙起點,宇宙形成一刻會是怎樣?人類距離這問題的答案似乎又近了一步!有科學家透露,規模僅次於「歐洲核子研究中心」(Organisation Européenne pour la Recherche Nucléaire, CERN) 的「美國費米國家實驗室」(Fermi National Accelerator Laboratory, FNAL) 的強子撞擊機,或已找到被喻為「上帝粒子」的「希格斯玻色子」(Higgs boson) 存在的一些證據,有助探索宇宙,揭開質量來源之謎.....!

「意大利帕多瓦大學」(Università degli Studi di Padova, UNIPD) 的物理學家 Tommaso Dorigo 在一篇標題為《希格斯玻色子傳聞》的網誌文章,聲稱有兩個不同的消息來源透露,美國「伊利諾伊州」(Illinois)「費米國家實驗室」的 Tevatron 加速器,在快將正式退役、讓位給 CERN 的「超級強子撞擊機」(Large Hadron Collider, LHC) 前「食尾糊」,在一次質子撞擊實驗中,可能已找到「上帝粒子」微弱信號的一些存在證據,還聲稱有關發現在統計學上有 99.7% 的可信性,『有人形容已獲鐵證,有人沒說得那麼具體,但亦稱結果出人意表。』

Fermi 的物理學家早於去年已聲稱,今年內可蒐集到足夠數據,證明「上帝粒子」或否存在,他們相信有一半機會可以在今年底前找到「上帝粒子」。被稱為「上帝粒子」的「希格斯玻色子」,是理論假設存在的物質質量之源、「電子」(Electron) 和「夸克」(Quark) 等形成質量的基礎。「英國愛丁堡大學」(The University of Edinburgh) 物理學家 Peter W. Higgs 1964 年率先提出「希格斯場」(Higgs field) 存在說,進而推演出「希格斯玻色子」存在。「費米國家加速器實驗室」前主任、1988 年「諾貝爾物理學獎得主 Leon Lederman 把它稱為「上帝粒子」,意思是找到它們就能洞悉上帝創造宇宙之謎。只要能找到它們,就可證明現時解釋質量的物理學標準模型非常完美;若它們不存在,現有的物理學理論勢需大翻新,惟科學家一直無從證實其存在與否。

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專家解釋,即使「上帝粒子」存在,它們亦轉瞬即逝,無法直接觀察,因此歐美科學家近年致力進行「質子對撞」實驗,透過產生極大能量,模擬 137 億年前「宇宙大爆炸」(Big Bang) 後的瞬間,希望發現「上帝粒子」的存在證據。不過,Discovery 網站就質疑 Dorigo 所言的真確性,並指即使屬實,仍然有 0.3% 機會可能出錯。尋找「上帝粒子」,涉及歐美科學家之間的較勁,歐洲的 LHC 物理學家 Jon Butterworth 便質疑,傳聞『若非來自咖啡室,就是 Twitter』,呼籲外界對傳聞採取謹慎態度。《新科學家雜誌》(New Scientist) 則指出,專家們將於下周四在「巴黎」舉行「國際高能物理大會」(International Conference on High Energy Physics, ICHEP),交代最新的研究發現,是龍是蛇屆時料有揭曉。

主流的粒子物理學理論「標準模型」,把基本粒子〔構成物質的亞原子結構〕分成 3 大類:「夸克」、「輕子」與「玻色子」,但這個理論模型無法解釋物質質量的來源,「英國愛丁堡大學」物理學家「希格斯」(Peter W. Higgs) 1964 年提出存在「希格斯玻色子」(Higgs Boson) 的假設,認為「希格斯玻色子」是物質的質量之源,以及「電子」和「夸克」等形成質量的基礎。沒有它,「粒子」便無法凝聚形成宇宙。「標準模型」中預言了 62 種基本粒子存在,而「希格斯玻色子」是最後一種未被發現的基本粒子。因此,尋找該粒子,被喻為尋找粒子物理學領域的「聖盃」。

「上帝粒子」存在與否,關乎現有的宇宙理論能否站得住腳,歐美兩大陣營的科學家為此展開了激烈競爭,試圖在證明「上帝粒子」之爭取得先機。

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美國的「費米國家實驗室」Tevatron 加速器,近年名聲遠不及「歐洲核子研究中心」(CERN) 的「超級強子撞擊機」(LHC),其實它早在 27 年前,已開始進行質子對撞實驗,期望捕捉到「上帝粒子」。雖然 LHC 起步遲了 20 多年,但「質子對撞」效率卻是 Tevatron 的 7 倍,歐洲一直寄望藉 LHC 在尋找「上帝粒子」競賽中擊敗美國。但若傳聞屬實,歐洲耗資逾 40 億美元打造的 LHC 計劃,竟然敗於一部陳年機器手上,自然會令世人大跌眼鏡,亦令歐洲面目無光。

Tevatron 加速器被置放於「芝加哥」郊區「費米國家實驗室」一個周長 6 公里的地下隧道內,能產生 1 萬億電子伏特 (1 TeV) 能量的質子束,試圖模擬宇宙大爆炸的情况,過去曾成功觀察到一種「夸克」及 4 種重子,在尋找「上帝粒子」的競賽中獲一定成就。這部陳年機器雖然不斷提升性能,但與能產生 7 萬億電子伏特 (7 TeV) 的 LHC 仍有很大距離,原定今年退役。若 Tevatron 居然比「繼任人」搶先找到「上帝粒子」,無疑會對歐洲科學權威造成打擊。

歐洲「超級強子撞擊機」(Large Hadron Collider) 雖然仍未找到「上帝粒子」,但該撞擊機的科學家已模擬出「希格斯玻色子」可能產生的「聲音」,以便當該「粒子」一旦在實驗中成功撞出來時,他們就可以「聽得出」。科學家稱,「上帝粒子」的聲音聽上去就像「一堆硬幣在玻璃酒杯內轉動」。

科學家運用電腦模型計算該「粒子」出現時可能發出的聲音,這過程稱為「可聽化」(Sonification)。

粒子物理學家聯同音樂家、藝術家利用這些「粒子」數據,配上音調與音量等,來推測粒子撞擊時會產生怎樣的聲音。參與這項目的 Lily Asquith 博士說,給粒子配音,有助物理學家「聽到數據」,在「希格斯玻色子」出現時可挑它出來。

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