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  欧洲核子中心7月4日宣布了一种质量约为125~126GeV的“疑似”希格斯玻色子在大型强子对撞机(LHC)的两个子探测器ATLAS和CMS中被发现,并达到了5σ的标准差。希格斯玻色子是粒子物理学标准模型的最后一块拼图,如果再据其自旋等属性被确定为标准模型中的希格斯玻色子,便可以为这一主流理论画上圆满句号。验证还有待时日,从新粒子自旋属性的研究路径来看,或将是希格斯粒子,或将更加别有洞天:取得超对称性的证据或者非超对称性物理学的证据。国际物理学界对此欢欣鼓舞,认为无论如何,此次发现都已宣告了粒子物理学历史性时刻的来临。
 
  物质结构是自然科学研究的最基本问题之一,大到茫茫宇宙,小到粒子之微。粒子物理学便是研究组成物质的基本粒子及其相互作用的物理学分支。如果从1897年汤姆逊发现电子算起,粒子物理学经历了一个多世纪跌宕起伏又激动人心的探索。早期理论的建立以及众多基本粒子和亚原子粒子不断被发现,是与卢瑟福、查德威克、爱因斯坦、玻尔、狄拉克、安德逊等等伟大的名字连在一起的,大师的云集和研究成果的不断涌现奠定了粒子物理学的基础。
 
  现代粒子物理学研究集中在亚原子粒子层面,标准模型和弱电统一理论堪称其华彩乐章。物理学家根据粒子自旋倍数的不同,把基本粒子分为费米子和玻色子两大类,费米子包括电子、夸克和中微子,是组成物质的粒子;玻色子包括光子、W玻色子和Z玻色子,负责传递各种作用力。1964年,彼得·希格斯和其他两组科学家独立发表论文,预言了一种能吸引其他粒子进而产生质量的玻色子的存在。这种玻色子是物质的质量之源,是电子和夸克等形成质量的基础。史蒂文·温伯格1967年那篇著名的弱电磁力一致性论文正是基于希格斯玻色子的存在,才形成了弱电统一理论。温伯格曾回忆说,当时以为引用的三篇论文中希格斯的文章是最早的,后来才知道另外两组科学家也几乎是在同期独立进行了这一研究并发表了论文。所以,“希格斯玻色子”一词的得名与温伯格多少有些关系。
 
  另外必须一提的是,此次发现希格斯玻色子,LHC功不可没,这一大科学计划位于瑞士、法国边境地下100米深的环形隧道中,全长26.659公里,建成时耗资超过60亿美元,有200多位物理学家参与。LHC的主要目标就是揭示宇宙起源,寻找希格斯玻色子是其中首要的一项任务,其他的还有原始宇宙形态、反物质、暗物质、暗能量等等。发现新玻色子之后,LHC还将进行进一步升级,届时将迎来粒子物理学的又一个黄金时代。
 

本刊编辑部