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上帝粒子?该死的粒子!

上帝粒子?该死的粒子!

2013-10-12 11:21:59

这是LHC设备中ATLAS探测器得到的一幅图像,图中4条红线可能是μ子,它们可能是短寿命并瞬间衰变消失的希格斯粒子产生的。

  当上帝巡视他所创造的世界时,他先是惊讶于它的美丽,接着又发现,这个世界实则也是令人厌烦的。于是,他进行了一番计算,然后高兴地笑了。他使宇宙膨胀并冷却下来。

  瞧,宇宙已经足够凉爽,它的可靠而忠实的使者——希格斯场已经有了活力。在希格斯场的影响下,粒子开始从场中吸允能量,逐渐变大;同时,作用力和作用力的传递者也开始增多……

  上帝被深深地打动了,情不自禁地大笑起来。不过,很快地,他又强压笑容,招来了希格斯,带着责备的口吻说道:

  “你为什么要破坏世界的对称性?”

  希格斯被上帝语气中流露出来的不满吓得胆战心惊,他这样辩解道:

  “哦,主啊,我并没有破坏对称性。我只不过是把它隐藏在能量消耗的圈套中。这样做,我的确使世界变得复杂啦。”

  “谁能够预见到,除了这一套枯燥沉郁的相同物体之外,我们还能拥有核子、原子、分子、行星和恒星呢?”

  “谁能够预言日落、海洋和那些由被闪电和热激发的各种讨厌的分子所组成的有机物呢?又有谁能想到进化,以及那些物理学家们在竭力探求,而由我在为您效劳时小心隐藏起来的东西呢?”

  上帝努力止住自己的笑容,原谅了希格斯,并提升了他。

  这番调侃,出自爱开玩笑的美国物理学家利昂·莱德曼的《上帝粒子》一书。他这番20年前的“预言”真是靠谱——“苦海”里遨游良久的希格斯终于获得“提升”,摘下了诺贝尔奖的桂冠。而希格斯玻色子(希格斯粒子)的绰号——“上帝粒子”得以广为流传,恰恰缘自莱德曼的一句“诅咒”。

  说来话长。

  探寻物质最终要素是个老生常谈的故事,科学家们为此付出了几个世纪的努力。17世纪中叶,牛顿发现的万有引力,可以解释诸多看起来毫不相关的现象:潮汐、苹果落地、行星运行和星系的形成。19世纪中后期,法拉第和麦克斯韦等人揭开了电磁波谱的秘密,电、磁、阳光、无线电波和x射线都被看作是同一种力的表现。在20世纪20年代,原子得到了解释,从更基本的粒子的形式我们弄懂了原子核是什么。1929年,劳伦斯建造了世界上第一台粒子回旋加速器,打开了探索未知亚原子世界的大门……由此,我们一步步地形成了对天地万物组成的基本认识。

  视线转向1964年。这一年8月,时为英国爱丁堡大学数学物理讲师的彼得·希格斯,写了一篇论文投给欧洲的《物理快报》,但被编辑以不宜发表为由拒绝了。希格斯对此“愤愤不平”。次年希格斯到哈佛大学做报告,听众同样对他的理论持怀疑态度。一位哈佛大学的物理学家后来承认,他们“一直期待着折磨一番这个自以为可以绕开戈德斯通定理的白痴”。

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