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上帝粒子

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上帝粒子 : 「上帝粒子」現身 99.9999%確定 解宇宙之謎

被喻為「上帝粒子」、是一切物質質量之源的希格斯玻色子(Higgs Boson),在科學家追尋近半世紀後終於現身!歐洲核子研究組織(CERN)昨宣布,發現一種微細粒子,其「性質與希格斯玻色子一致」,簡單來說就是已找到希格斯玻色子,CERN形容新發現是「了解宇宙的新里程」。

上帝粒子
1964年提出希格斯玻色子理論、如今已83歲的英國物理學家希格斯(Peter Higgs)昨親臨CERN見證這歷史時刻。他說﹕「我從來沒有想過這會在我有生之年發生,(我)會請家人雪一些香檳(慶祝)。」與他分開發表有關理論的79歲比利時物理學家恩勒特(Francois Englert)亦激動得眼泛淚光。

上帝粒子


質量之源 現代物理學關鍵

科學家一直都想了解物質的質量從何而來,以及為何一些物質如光線不含質量。直到希格斯提出理論,假設有一種神秘粒子(也就是希格斯玻色子)賦予萬物質量、令各式粒子能夠凝聚起來,現代粒子物理學的「標準模型」理論,才得以自圓其說。根據希格斯的理論,一些粒子遇上希格斯玻色子,結果就慢下來並得到質量,但像光一類粒子則沒有。

不過希格斯玻色子卻是「標準模型」62種基本粒子中,唯一仍未發現的。由於它難以尋覓又極為重要,因此被稱作上帝粒子。追尋上帝粒子由去年起漸入高潮,CERN運用全球最大的強子對撞機(LHC),進行無數次的質子與質子高速對撞,模擬宇宙大爆炸瞬間的狀况,終發現希格斯玻色子存在的蛛絲馬迹。

上帝粒子
香港大學物理系的潘振聲博士向本報解釋,粒子物理學領域以統計學的標準誤差(sigma)概念,去計算實驗的準確度,一般來說大於5個sigma(誤差少於350萬分之一)才算是發現。去年底,CERN的科學家就公布,希格斯玻色子質量介乎115至130GeV/c2(衡量粒子質量單位)之間的可能性,有2.4個sigma,意即準確度達98%,但仍未達到5個sigma的科學認證水平。

直至昨天,CERN兩組獨立研究隊ATLAS和CMS公布實驗結果,指希格斯玻色子質量在125至126GeV/c2(相當於光子質量逾130倍)的可能性,達到4.9至5個sigma。5個sigma意即實驗出錯機會小於350萬分之一(即準確度達99.99998%)。即使只以4.9個sigma而論,這數字意味,實驗搞錯的機會率只有0.00006%。

意義如60年代登月計劃

有科學家將今次發現,與1960年代的阿波羅登月計劃相提並論。根據學術性的講法,科學家只是找到與希格斯玻色子「性質一致」的新粒子,要確定「新粒子」就是希格斯玻色子,還需要更多實驗數據,但CERN秘書長霍爾(Rolf Heuer)直言:「作為普通人,我會說已經找到(希格斯玻色子)。」根據「標準模型」預測,希格斯玻色子只能在短時間內保持完整,之後會衰變為不同粒子。專家會透過更多強子對撞機實驗,研究這些變化是否符合「標準模型」中的希格斯玻色子假設。




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