魏正涛
12月13日,万众瞩目的LHC正式公布了寻找上帝粒子——希格斯的最新进展。现在可以说上个星期流传的小道消息(见本人的上一篇博文《贺岁大片:发现上帝粒子》)不是谣言,而是大片上演前的预告。
希格斯粒子,有时也翻译为黑格斯,它的重要性在于产生不对称的真空,从而使各种物质产生质量,即万物质量之源。位于欧洲核子研究中心(CERN)的大型强子对撞器(LHC)的首要目标是寻找它,如果它存在;或者排除它,如果不存在。LHC上寻找希格斯可能发生的情况是:(1)什么都没发现,这是最差的结果,很少人希望看到这样的现象发生。这将会对高能物理造成巨大的打击,因为不知道下一步该怎么走;(2)LHC上发现了希格斯粒子,并且是标准模型所预言的,那么希格斯将获得诺贝尔奖……(3)LHC上发现了新粒子,但不是标准模型预言的,则表明发现有新物理,并预示新的研究方向。
LHC上主要参与希格斯研究的实验组有两个:ATLAS 和CMS。它们分别在质心系能量为7TeV(万亿电子伏——编者注)的质子—质子对撞中积累了5/fb的数据,终于在圣诞节前夕给出了年终总结。ATLAS的主要结果如下:ATLAS排除了112~115GeV以及大于131GeV的区域,希格斯质量只剩下115~130GeV的空间了。在126GeV附近发现超出本底有3.6σ的信号。按照国际惯例,超过3σ可以称为发现了,但由于整体的误差较大,尚不能完全肯定。
与ATLAS组的结果相比,CMS组的结果更加不确定。 CMS结果中比较明确的是排除了127~600GeV的区域,而在低能区域的信号尚不能完全确定其来源。同时在文章的附录里提到数据比较倾向于希格斯的质量是:mH=124或119.5 GeV。
最后总结一下:LHC的最新结果给出了希格斯粒子存在的迹象,但没有到板上钉钉的程度,还需要更多的实验数据。
在牛顿的经典著作《自然哲学的数学原理》中质量定义为物质的量,但是质量的起源是什么?2012年这个谜将被揭晓。如果找到希格斯粒子,可能对理解标准模型中的问题如自然性、夸克轻子代的起源等提供新的线索。
(http://blog.sciencenet.cn/u/weicd2001)
[11]zlyang
找不到,怎么办?
博主回复:要是找不到就说明标准模型错了,这也是重要发现。
[10]yjagh
如果找到希格斯粒子,标准模型是否就是完美无缺的呢?
博主回复:即使找到希格斯,也不能说标准模型是完美无缺的。因为标准模型中有很多问题,如自然性、质量等级、代的起源等等,这些问题很难,提出的方案都要引入更复杂的结构。解决标准模型中未解的问题可能与宇宙的演化有关。
《科学时报》 (2011-12-22 A3 网谈)