歐美爭相尋找上帝粒子

新浪科技訊  北京時間2月23日消息，據英國媒體報道，歐洲粒子物理研究所的美國競爭對手聲稱，歐洲粒子物理研究所在尋找有「上帝粒子」之稱的希格斯玻色子(Higgs boson)的競爭中已經處於劣勢，而美國的加速器有可能後來居上。

　　競爭態勢由來已久

　　美國費米國家實驗室(Fermilab)稱，兆電子伏特加速器(Tevatron，又稱同步回旋加速器)最先發現「上帝粒子」的概率是，在最壞的情況下為50%，最理想的情況下是96%。歐洲粒子物理研究所的林恩·埃文斯承認，導致耗資70億美元的大型強子對撞機一直停運到9月的故障，有可能使他們痛失最重要的一項物理學大獎。

　　這兩個競爭對手正在努力驗證「上帝粒子」確實存在。「上帝粒子」是物理學家們從理論上假定存在的一種構成物質的基本粒子。發現希格斯玻色子或許有助於解釋物質為什麼擁有質量。理論物理學家已經預言這種粒子一定存在，但是目前並沒得到證實。世界上最強大的核粒子加速器的主管在芝加哥舉行的美國科學促進會年會上作了相關發言。

　　歐洲粒子物理研究所甚至在20世紀80年代剛剛構思大型強子對撞機的時候，就把證實「上帝粒子」作為它的奮鬥目標。去年9月，建在日內瓦附近的大型強子對撞機啟動之初，一些科學家進行預測，認為他們最早將在2009年夏季發現希格斯玻色子。但是大型強子對撞機剛剛啟動一周后就出現故障，最終導致這項加速器試驗被迫中止至少12個月時間。

　　抓住時機 加快進度

　　美國費米國家實驗室抓住這個有利條件，進一步加快伊利諾斯州兆電子伏特加速器的研究速度。該實驗室主管皮爾·奧多尼在美國科學促進會年會上詳細介紹了兆電子伏特加速器的最新研究結果。

　　他的同事季米特·德尼索夫說：「現在我們佔據有利機會，我們將比大型強子對撞機更早看到希格斯玻色子存在的跡象。根據林恩·埃文斯告訴我們的大型強子對撞機重新啟動的日期，我認為我們還有兩年時間用於發現它。我們希望到那時能獲得一些很有影響力的發現。如果希格斯玻色子的質量處於較高質量範圍里，我們發現它的概率將是90%，甚至高達96%。如果是那樣的話，我們在今年夏季就能看到希格斯玻色子存在的跡象。」

　　希格斯玻色子的質量越小，美國費米國家實驗室發現它就越困難，所需的時間就越長。但是據奧多尼說，即使這種粒子的質量處在最低的質量範圍里，美國費米國家實驗室發現該粒子的概率也在「50%甚至50%以上」。

　　德尼索夫說：「兆電子伏特加速器運行良好，我們正處於最佳狀態。我們的數據量增加的非常快。這使歐洲粒子物理研究所感到很有壓力。他們放棄了聖誕節放2個月假的一貫做法，打算爭分奪秒儘快解決故障。這是一項激烈的競爭，是誰取得勝利就是誰取得勝利，來不得半點虛假。」

　　據美國費米國家實驗室估計，兆電子伏特加速器已經挑選出大約8次可能預示著希格斯玻色子確實存在的撞擊事件。但是在搗弄數字做完以前，人們根本不能把這些撞擊事件跟「背景噪音」區別開。

　　競賽進入白熱化

　　和德尼索夫並肩坐在一起的是大型強子對撞機項目領導，副教授林恩·埃文斯。他說：「競賽正在進行。兆電子伏特加速器的運行情況比我預想的更好。它們正在瘋狂地積累數據。大型強子對撞機出現故障給他們提供了更加充裕的時間。他們確信自己的勝利希望更大。如果他們果真發現了希格斯玻色子，我會祝他們好運。但是我認為，他們根本不可能在大型強子對撞機重新啟動以前發現這種粒子。我認為他們可能會在大型強子對撞機重啟之前發現希格斯玻色子存在的跡象，但是他們不可能找到這種粒子。」

　　埃文斯說：「當然，如果希格斯玻色子的質量並不在他們設想的範圍之內，他們根本沒機會發現這種粒子。皮爾·奧多尼認為成功的概率是50%，但我認為，事實上這個概率會更低。前一年我們可能還在競爭，下一年我們可能已經深陷其中。競爭對『雙方』都有好處。儘管錯過希格斯玻色子很難讓人得到安慰。」埃文斯說：「問題是，大量宣傳一直在說大型強子對撞機是為尋找希格斯玻色子而建。但是不要忘了，大型強子對撞機要研究的整個物理學光譜都是兆電子伏特加速器無法做到的。」