諾貝爾物理學獎：找到質量的起源

“上帝粒子”項目10月8日被宣布獲得今年的諾貝爾物理學獎并不令人意外，連不少不是物理學專業的人士也都預測到了這一點， 比利時81歲的科學家弗朗索瓦·恩格勒特和英國84歲的科學家彼得·希格斯最后成了大贏家。

為何是“上帝粒子”

瑞典皇家科學院常任秘書諾爾馬克表示，兩位科學家描述了粒子物理學的標準模型，其預測的基本粒子—希格斯玻色子，不久前被歐洲核子研究中心運行的大型強子對撞機通過實驗發現。獲獎科學家提出的理論解釋了粒子如何獲得質量，有助于人類了解亞原子粒子質量的起源。

“上帝粒子”又稱希格斯玻色子，其是一個粒子物理學概念。粒子物理學理論認為，物質由基本粒子構成。根據物理學界的定義，基本粒子是在不改變物質屬性的前提下的最小體積物質，它是組成各種各樣物體的基礎。其中，截至目前，粒子物理學的“標準模型”共預言了62種基本粒子的存在，希格斯玻色子是最后一種未被證明存在的基本粒子。

粒子物理、理論物理學家中國科學院院士何祚庥說，“上帝粒子”的研究對粒子物理學十分重要，如果它的存在得到證實，將構建完成粒子物理學“標準模型”的最后一段鏈條，如果這種存在被證偽，其“標準模型”理論就會受到巨大的挑戰。

為了找到“上帝粒子”，多年來世界多個科研機構一直在進行相關研究，并在2011年終于獲得重大突破。2011年12月，歐洲核子研究中心宣布，從位于法瑞邊界地下約100米、約27公里長的大型強子對撞機（LHC）的數據中發現了希格斯玻色子存在的跡象。只是后來考慮其他實驗誤差后，歐洲核子研究中心就又宣布實驗結果無效。

2012年7月2日，著名的美國費米國家加速器實驗室宣稱接近證實“上帝粒子”的存在。兩天后的7月4日，歐洲核子研究中心宣布，其下屬的兩個強子對撞實驗項目——ATLAS和CMS項目發現了同一種新粒子，它的許多特征與希格斯玻色子一致。這家機構今年3月14日說，更多數據分析表明“它就是希格斯玻色子”。目前該項研究的科學家們已經可以99.99997%確定，他們發現了希格斯玻色子。在非數學科學中，都不太能做到100%的確定，從這一意義上，歐洲核子研究中心的發現，在物理學上已經足夠了。

“在‘上帝粒子’獲得歐洲核子研究中心的證實以后，其將會獲得今年的諾貝爾物理學獎就成了一種比較普遍的看法。”何祚庥說。

恩格勒特和希格斯何以贏得大獎？

“但是該獎項究竟頒給誰呢？的確是一個不小的難題。”何祚庥告訴記者，1964年，在“上帝粒子”理論研究中取得突破的共有6位科學家，其中恩格勒特與同事羅伯特·布繞特提出了標準粒子模型理論，希格斯也于同年提出一種粒子場的存在，預言一種能吸引其他粒子進而產生質量的玻色子的存在，即希格斯玻色子。同年稍晚些時候，杰拉德·古拉尼、卡爾·哈庚和湯姆·基博爾將這些概念整合成了一種更為現實的理論，這就是標準模型的前身。

可惜的是，布繞特于2011年5月3日病逝于布魯塞爾，健在的科學家就只剩下了5位，根據諾貝爾獎不頒發給死者的規則，這5位科學家都有問鼎今年諾貝爾物理學獎的機會。

但是根據規定，諾貝爾獎的分享者最多不能超過3人。按照今年諾貝爾獎物理學獎最后的頒布情況來看，何祚庥認為為了減少爭議和麻煩，該獎項最后才決定頒發給1964年率先對該項研究理論建樹的研究者。

從事粒子物理研究的北京大學教授馬伯強在接受記者采訪時表示，就今年的物理學獎而言，恩格勒特、希格斯在上個世紀60年代的成果的確促進了后來物理學的發展，頒給他們也是合適的。但是，“上帝粒子”的理論獲獎有點快，因為歐洲核子研究中心的成果僅是說，越來越多的實驗跡象支持新發現的粒子可能是希格斯玻色子，現在給該中心研究人員頒獎似乎還早了些。“在未來，歐洲核子研究中心驗證‘上帝粒子’的有關科學家依舊有機會獲得諾貝爾物理學獎。”馬伯強表示。