“上帝粒子”揭開宇宙奧秘

文/卡卡

“上帝粒子”揭開宇宙奧秘

文/卡卡

10月8日，弗朗索瓦·恩格勒和彼得·希格斯分享了今年的諾貝爾物理學獎，獲獎成果是在1964年做出的一項預測。他們關于希格斯粒子存在的預言，得到了歐洲核子中心的證實。

希格斯粒子被認為是生成基本粒子的“質量”之源，被科學界稱作“上帝粒子”。世界由幾種基本粒子構成，這一提法由來已久。從德謨克利特2000多年前提出的“原子說”到如今被科學家普遍接受的標準模型理論，從樸素的形而上學概念到標準模型所預言的粒子陸續被證實，人類似乎越來越接近這一問題的答案。

遺憾的是，標準模型理論雖然被物理學界廣泛應用，但并不完美。在標準模型建立過程中，有一個問題一直困擾著科學家們：按照這一理論，基本粒子并沒有質量，但實驗結果卻又清楚表明，除了光子以外的基本粒子都是有質量的。

1964年，希格斯等人提出粒子場的概念，預言一種能夠吸引其他粒子產生質量的粒子存在，在理論上解決了這個問題。不過，當其它粒子相繼被發現時，48年來，“上帝粒子”始終遁形。

如今，“上帝粒子”的發現正好補全了描述整個宇宙如何運行的物理學標準模型的缺陷。

美國物理學家杰奧·哥斯達是去年歐洲核子中心宣布發現疑似希格斯玻色子時，大型強子對撞機所屬探測器設備的標準模型召集人。他說：“如果沒有這種機制，那么所有物質都將失去質量。”

如果沒有“上帝粒子”的存在，其它各種基本粒子都將如光子一般，以光速橫沖直撞。希格斯粒子形成后，除了光子，其它的基本粒子與希格斯粒子發生碰撞后，就如同輕巧的棉花吸飽了水分一般，獲得了質量，速度也慢下來了。

慢下來的基本粒子“夸克”在相互作用下，抱團組成了質子、中子等粒子，質子和中子又組成了原子核，原子核與電子在電磁力作用下又形成了原子，原子構成分子，由此形成了我們所見到的大千世界。

如果沒有希格斯粒子，其他的基本粒子就會仍然以光速運行，不能聚合在一起，宇宙將仍然是一鍋沸騰的基本粒子湯，根本不能組成物質，生命也無從談起。

天才的假設，在時隔近半個世紀之后終于得到了諾貝爾物理學獎的肯定。

希格斯粒子的確認除了彌補標準模型缺漏、奠定標準模型基礎這一重大意義外，還為科學家們開啟了另一扇大門，得以進行此前無法進行的一些計算。其中一些計算的結果有關宇宙的命運。

在進行計算時，希格斯粒子本身的質量是一個非常關鍵的參數，它預示了時空的未來命運。目前的測量值顯示，希格斯粒子的質量約為質子的126倍，這一質量值幾乎已經處在一個臨界點上，它預示著宇宙可能在未來數十億年內走向毀滅。

這樣的結果告訴我們，人類所生活于其中的宇宙本身存在著內在的不穩定性。也許，在數十億年之后，一切都將瓦解。