科技日报:如果这次能够确认发现了希格斯粒子,将对物理学有哪些意义?
陈国明:如果能证实这次发现的就是希格斯粒子,将是里程碑式的成就,使物理学迈出一大步。
粒子物理的标准模型之所以能被广泛接受,就是因为这个体系中的其他粒子都已经找到,和宇宙大爆炸也不冲突,证据基础非常扎实。而像超对称理论中预言每种已知的粒子都有一种伴子,但至今一种伴子都没有找到;超弦理论同样也没有证据。如果能确认希格斯粒子确实存在,物理学标准模型作为理论基础将更加坚实,从而推动物理学家探索其他前沿问题。
科技日报:当确认发现希格斯粒子之后,粒子物理学还要解释哪些悬而未决的问题?
陈国明:即使这次终于发现了希格斯粒子,仍远远不意味着粒子物理学即将画上圆满句号。物理学标准模型不是万能的,像暗物质、暗能量、物质与反物质不对称等问题,它都不能解释。而根据现有理论,我们的宇宙组成中有73%是暗能量,23%是暗物质,只有4%是目前理论所能解释的物质。
此外,目前人们认为夸克和轻子是最基本的粒子,它们是否还由更小的粒子组成,是否能组成不同于质子、中子的其他形态,也还需要进一步的研究。
科技日报:如果证明希格斯粒子不存在,或者这次发现了一种不符合现有理论的新粒子,是否会像19世纪末催生量子力学和相对论的经典物理学“两朵乌云”(迈克尔逊-莫雷实验和黑体辐射实验)那样,给现代物理学体系带来革命性的冲击?
陈国明:这次发现的结果,并不能完全排除发现的是超对称希格斯粒子或其他的粒子。如果是这样,可能确实会给物理学理论体系造成不亚于类似“两朵乌云”的重大冲击,像媒体说的那样“大厦将倾”。不过,这次发现标准模型预言的希格斯粒子,概率还是很高的。
专家简介
陈国明
1958年生,浙江天台人,现为中国科学院高能物理研究所研究员。主要研究方向为粒子物理实验,目前参与国际空间站阿尔法磁谱仪(AMS)的反物质和暗物质研究、欧核中心大型强子对撞机的紧凑缪子线圈(CMS)项目。(新华网)