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众望所归的“上帝粒子”
——解读2013年度诺贝尔物理学奖
发布时间:2013-10-09 来源:中国科学报 甘晓 冯丽妃 潘希 【字号:  
  从去年7月欧洲核子研究中心(CERN)的大型强子对撞机(LHC)试验宣布发现希格斯玻色子,到颁发2013年诺贝尔物理学奖,仅仅过去了一年多的时间。
  而从1964年比利时科学家弗朗索瓦·恩格勒和英国理论物理学家彼得·希格斯等多名科学家提出该粒子的相关机制和理论至今,已过去近50年的时光。
  10月8日,2013年度诺贝尔物理学奖尘埃落定。恩格勒和希格斯因成功预测希格斯玻色子而获奖。这个曾经“扑朔迷离”,让众多物理学家倾注多年心血寻找的“上帝粒子”,终于实至名归。
  粒子物理的一大步
  希格斯玻色子的自旋为零,是物质的质量之源,其他粒子受其作用产生惯性,最终形成质量。希格斯玻色子是宇宙形成的基础,被科学界誉为“上帝粒子”。
  对于诺贝尔物理学奖花落“上帝粒子”,中科院院士陈和生表示:“全世界物理学家期盼已久,两位科学家获奖众望所归。” 在粒子物理学中,标准模型是一套描述强力、弱力和电磁力等三种基本力,以及组成所有物质的基本粒子的完美理论。“这个理论非常完美,唯一的问题就是所有的粒子都没有质量,然而我们的世界是有质量的。”陈和生在接受《中国科学报》记者采访时说。
  1964年,恩格勒率先提出了希格斯玻色子机制,赋予基本粒子以质量。而希格斯等5名科学家相继提出相关理论,并以希格斯的名字命名了这种粒子。
  “希格斯粒子的发现使人类文明以及对自然界的认识都向前推进了一大步。”中科院高能物理所研究员娄辛丑向《中国科学报》记者表示。
  同时,中科院高能物理所研究员张新民也认为,希格斯粒子的发现对于宇宙学研究意义重大,“针对希格斯粒子的研究有可能帮助我们揭开‘宇宙中为什么没有反物质’之谜。”
  我国粒子物理快速发展
  2012年7月,CERN的一组科学家宣布,他们通过对撞机发现了一种新粒子,该粒子很可能就是希格斯玻色子。陈和生说:“在经过全世界物理学家近半个世纪的努力,去年找到了希格斯粒子。”
  “从探测器建造到数据分析,中国科学家也作出了重要贡献。”
  同时,“在创新驱动的背景下,我国高能物理正在快速发展。目前,中国粒子物理在部分领域已经处于世界领先水平。”陈和生表示,“例如,北京正负电子对撞机、中微子震荡等。”
  中科院理论物理所研究员李淼表示:“我对中国粒子物理的未来感到很乐观。”
  科学家认为,未来希格斯粒子研究还有很大空间,中国科学家应把握当前的良好机遇。中科院理论物理所研究员杨金民指出:“未来,发展高能物理的中心任务是精确检验希格斯粒子的性质和寻找新物理,因此,对撞机将不遗余力地提升亮度和能量,更激动人心的新物理值得期待。”
  不过,据李淼介绍,我国在希格斯粒子方面没有开展独立研究,主要是由于研究设备尚未成熟。因此,科学家建议,为加速我国粒子物理的发展,应修建50~70公里的环形对撞机。
  在娄辛丑看来,拥有自己的“希格斯工厂”是中国粒子物理学发展的良好机会。“不仅能推动中国高科技加工以及精密机械的发展,还能为国家培养科研人才。”他希望,今后中国每年可以产生5万个希格斯粒子,并对其进行研究。
  最后一小时的插曲
  本届诺贝尔物理学奖的宣布连续推迟了三次,比原定时间推迟了一小时,成为科学界广泛讨论的焦点。美联社称:“这样的情况并不多见,诺奖通常准时宣布。” 直到当地时间12点45分,瑞典皇家科学院常务秘书斯塔凡·诺玛科才说:“下面宣布我们今天作出的选择。”一种观点认为,投票过程并不顺利。这是由于,同时期提出希格斯粒子的有三组共六名科学家,除了已经去世的罗伯特·布绕特,还有五名科学家。根据诺奖获得者不超过三人获奖的惯例,这五名科学家不可能同时获奖。
  因此,评审委员会不得不在五名科学家中选择最多三人获奖。
  不过,陈和生表示:“根据经验,诺奖获得者名单会经过较长时间的严格评估,不太可能刚刚才决定下来。”今年5月底,一名物理学家就向陈和生透露,他正在为诺奖委员会对希格斯粒子的发现作评估。
  截至记者发稿时,诺奖委员会尚未对推迟作出解释。无论如何,最后一小时内究竟发生了什么,都已成为2013年诺奖的插曲。
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