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发现新粒子印证数学预言能力

2012年07月07日07:13         手机看新闻

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  【美国《科学新闻》周刊网站7月4日文章】题:希格斯粒子的发现颂扬数学对真实世界的预言能力(作者汤姆·西格弗里德)

  现在,所有的物理新闻迷们———以及许多不太懂物理的人———都听说发现了希格斯玻色子。这是在微博上传播过的最大的物理新闻。它让人们经历了漫长的等待。30多年来,希格斯粒子对物理学家们而言,就像是亚瑟王的圣杯、庞塞·德莱昂的不老泉、亚哈船长的白鲸。这是对一个想法的着魔、痴迷和热衷,而几乎每个专家都认为这个想法必然是正确的。

  尽管利用世界上最复杂的机器寻找了多年,希格斯粒子仍然难以发现。直到现在,大型强子对撞机终于帮助物理学家们证实了一种新粒子的存在,质量大约相当于1 3 2个质子。尽管发现新粒子的官方通告措辞严谨,但每个人都认为它就是希格斯粒子。

  当被问及为何希格斯玻色子如此重要时,大多数物理学家都条件反射般地回答说它是让基本粒子获得质量的宇宙物质。对一些人而言,这听起来或许没什么意思———不过是肥胖症的又一个元凶。但希格斯粒子的重要性应该得到更加生动的表述。

  加利福尼亚大学圣巴巴拉分校物理学家、报告此次发现的实验小组之一的发言人乔·因坎代拉说:“我们正以前所未有的水平触及宇宙的构造。它正让我们了解一些对宇宙的结构至关重要的东西。”

  事实上,正是希格斯粒子造就了我们所知宇宙的结构。正是希格斯粒子让物理现实成为现在的样子,有原子、化学反应以及生命。没有希格斯粒子,就没有分子、没有行星、没有人。

  严格来讲,应该说没有希格斯粒子,就会有一些更加奇怪的东西来充任它的职责。这一职责,用物理学的话说,就是“电弱对称性破缺”。在宇宙最初的百亿分之几秒中,电磁力是更加原始的“电弱”力的一部分,吸收了现在所说的弱作用力。描述电弱力的方程式是对称的———也就是说,在这些方程式中,电磁力和弱作用力是相当的。但由于某些原因,弱作用力与电磁力裂开了。换言之,电和弱作用力之间的这种数学对称“破裂”了。

  苏格兰物理学家彼得·希格斯在1964年构想出了希格斯场并预言了希格斯玻色子的存在。他并非那个时代设想出类似数学方案的唯一物理学家。他们都拥有一种先见,一种能够通过数学之镜深入窥探自然的能力。

  他们的成功说明了发现希格斯粒子更加深远的意义:它证明了科学事业是了解自然的一个途径。在纸上涂涂写写的人们想出了你要投资数以十亿计的美元造一台机器制造上万亿度高温才能发现的东西。科学家们仅靠自己的头脑就想明白了自然最深处的秘密。

(来源:新华国际)

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