經過 40 年尋尋覓覓,科學界正熱切期待「歐洲核子研究中心」(Organisation européenne pour la recherche nucléaire, CERN) 公布外號「上帝粒子」的「希格斯玻色子」(Higgs boson) 的存在,以解開許多宇宙謎團。該研究中心其中一個研究小組 12 月 13 日宣稱,已獲得最新的研究數據,有助收窄找尋這種難以捉摸的粒子的範圍。
「歐洲核子研究中心」的研究人員指出,「希格斯玻色子」最有可能在研究這種粒子的「超級強子撞擊機」(Large Hadron Collider, LHC) 的低能量範圍找到。領導這個小組進行 ATLAS 實驗的的意大利女物理學家 Fabiola Gianotti 指出,實驗過程的最熱區域是在該撞擊機的低能量範圍,有跡象顯示「希格斯玻色子」的存在。她指若有足夠數據,可在 2012 年確定發現這種粒子或排除有這種粒子存在。
該中心另一個進行 CMS 實驗的研究小組,於當地時間 12 月 13 日稍後公布研究結果。
理論而言,「希格斯玻色子」相信是構成所有物質及宇宙的基本單位,沒有這種粒子便沒有地心吸力,甚至沒有宇宙,因此它被稱為「上帝粒子」。
這項研究在「法國」(République française) 與「瑞士」(Schweizerische Eidgenossenschaft) 邊境接近「日內瓦」(Genève) 的「超級強子撞擊機」進行,它是一條 27 公里長的環形隧道,深埋地下 100 米。
外號「宇宙大爆炸機器」(The Big Bang Machine) 的「超級強子撞擊機」,耗資約 100 億美元建造,模擬進行「宇宙大爆炸」(Big Bang),創造宇宙誕生後少於一秒鐘的情況。
「超級強子撞擊機」重量超過 38000 噸,將一束高能原子核心的質子加速至接近光速,並以前所未有的能量互相碰撞。
英國科學家「希格斯」(Peter Higgs) 40 多年前推斷「希格斯玻色子」的存在,這種粒子就是以他的名字命名。他的理論解釋了為何原子及任何物質,在宇宙中有重量。
「希格斯」接受英國月刊《展望》(Prospect) 採訪時表示:『我很難想像,要是它不存在,標準模型理論怎麼成立。』
當代粒子物理學「標準模型」(Standard Model) 理論預言有 62 種基本粒子存在,「希格斯玻色子」是唯一尚未被發現的粒子,它是所有物質的質量之源。
據稱「希格斯玻色子」於 137 億年前的大爆炸中出現,並讓其餘的殘骸凝聚成星系、恆星和行星。
甚麼是「上帝粒子」?
●「希格斯玻色子」(Higgs boson),別稱「上帝粒子」,如果成功發現,有助科學家把物理學定律中若干概念串連起來。物理學家一直相信,「希格斯玻色子」為宇宙萬物給予質量,並在創世大爆炸後對宇宙的形成起了關鍵作用。找到「上帝粒子」,就可模擬宇宙大爆炸,有助破解宇宙誕生之謎。
甚麼是「大爆炸」?
●根據「大爆炸」(Big Bang) 理論,宇宙是在約 140 億年前由一個密度極大、溫度極高的狀態演變而來。科學家認為大爆炸是宇宙不斷膨脹的唯一解釋。大爆炸後一片混沌,其後星體形成,變生出宇宙。
超級強子撞擊機 (LHC) 是甚麼?
●有史以來最大及最複雜的機器,科學家希望利用它模擬「大爆炸」毫秒後的狀態,以探究「大爆炸」如何在 137 億年前創造宇宙。
●全速運作時,數以萬億計質子在環形加速器內每秒運行 11245 次,相當於光速 99.99%,足以在每秒進行 6 億次撞擊。
●兩束質子相撞時,產生的高溫相當於太陽中心的 10 萬多倍。
實驗要解答的部分問題
● 「上帝粒子」〔希格斯玻色子〕是否存在?該粒子被視為物質之源,是蘇格蘭物理學家希格斯於近 50 年前所假設。證實此粒子存在,有助尋找物理學的「大一統理論」。
●有額外空間存在嗎?人類已知由三維空間加上時間軸構成的四維空間,但部分理論認為可能有多達 26 維空間。