Little Boy部落格: 上帝粒子

自由時報

2011-12-14

瞥見上帝粒子科學家振奮

大強子對撞器實驗報喜

〔國際新聞中心／綜合報導〕科學家數十年來積極尋覓宇宙構成的關鍵物質：有「上帝粒子」之稱的次原子粒子「希格斯玻色子」（Higgs Boson），靠著世界最大型強子對撞器（ＬＨＣ）協助，歐洲核子研究組織（ＣＥＲＮ）十三日發表最新實驗結果，指稱他們的實驗可能已讓存在於低質量區的希格斯玻色子現形，但今年內不會得出決定性證據，斷定其確實存在。

約六千名科學家組成的兩支ＣＥＲＮ團隊，以對撞器實驗粒子碰撞結果，並於十三日接續發表實驗結果。第一支以超環面儀器（ＡＴＬＡＳ）實驗的研究人員表示，強子對撞器的實驗「縮小了科學家認為將發現希格斯玻色子的窗口」，其質量約一百二十六十億電子伏特（Giga electron volts, GeV），與「標準模型」（Standard Model）推測相符，但現在要說已有最終結論稍嫌太早，「還需有更多研究」。第二支以緊湊緲子螺管探測器（ＣＭＳ）實驗的團隊，也發表類似結果，希格斯粒子可在大型強子對撞器「低質量區」發現。

構成宇宙的關鍵物質

ＣＥＲＮ在兩支團隊召開記者會前發表的聲明指出，實驗數據「足以為尋找希格斯玻色子的過程帶來重大進展，但仍不足以為希格斯存在不存在做出決定性的宣言」。換言之，科學家只是縮小尋找希格斯粒子的範圍，距離發現希格斯邁進一步，但最快也要等明年才會有證明希格斯存在的決定性證據。為尋找這個構成宇宙的關鍵物質，ＣＥＲＮ於一九九一年在瑞士與法國邊界約一百公尺深、長約二十七公里的環型地底隧道中，放置強子對撞器，並於二○○八年展開實驗。若證實希格斯粒子確實存在，總是缺了一角的粒子物理學基礎理論「標準模型」將臻於完備；物質有質量、能抵抗飄浮的秘密，也終能獲解答。

2011-12-13【明報專訊】全球物理學家夢寐以求發現的「上帝粒子」——希格斯玻色子，可能已被科學家「瞥見」。接近歐洲粒子物理研究所（CERN）的科學家預料，CERN將在今晚公布觀察到希格斯玻子的「重要迹象」。消息人士稱，基於科學精神，CERN仍不會宣布「完整地發現」了希格斯玻色子，但這無疑是尋找上帝粒子歷程中重要里程。

重要性可比60年前發現DNA

專家形容，「發現」上帝粒子（希格斯玻色子，Higgs boson）的存在，肯定會成為21世紀其中一個最重大的科學突破，其重要性可與60年前發現DNA雙螺旋結構相提並論。CERN前負責人埃利斯（John Ellis）向BBC說，他預期CERN今天將公布「首次瞥見」（first glimpse）希格斯玻色子。「它是基本粒子理論中，失落了的一塊拼圖，我們尋覓30年，終將找到它。」

物理學家相信，希格斯玻色子是所有物質的質量之源、是促成宇宙成形的重要粒子，一直尋找其存在證據。為此CERN今年進行了大量質子對撞實驗，期望旗下兩支研究團隊，可分別透過兩套不同的探測儀器（即ATLAS探測器和CMS探測器），證實希格斯玻子的存在。

兩組專家的觀察結果，將互相驗證，一位有份參與實驗的科學家透露，在350萬億次的質子撞擊中，其中約10次可能已讓希格斯玻色子現形，其質量約為120至125個GeV（GeV是衡量質量/重量的單位，一粒質子的「重量」僅得1GeV），意即希格斯玻色子的質量，為質子的120至125倍。

誤差進一步縮小始算「發現」

與兩支團隊有密切接觸的科學博客說，據他們理解，兩隊研究員都找到看來非常接近希格斯玻色子的迹象。CERN負責人稱，ATLAS和CMS兩支團隊，將公布希格斯玻色子研究的最新消息，但不會正式公布發現「上帝粒子」。外界相信，當局將公布，最新觀察結果的準繩度，在統計學的5級sigma「肯定標準」中，會有很高的肯定程度（詳見另稿）。知情博客稱，CMS組的證據，肯定度達2.5級sigma，而ATLAS組的證據，更有3.5級sigma，意味觀察到希格斯玻色子的迹象，有95%以上的準確度，夠資格形容為「觀察」到希格斯玻色子。研究要達到第5級sigma（即誤差機會只有0.00003％），才能正式確認為「發現」。專家相信，在取得更多實驗數據支持後，CERN最快可在明年3月，正式確認是否發現了上帝粒子。