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如果真的發現希格斯玻色子(Higgs boson)…

2011/04/26 | | 標籤:

我們都知道大型強子對撞機(Large Hadron Collider)是地球上威力最強大的機器,而且直到目前還沒有全力運轉。自從2008 年起,CERN物理實驗室的科學家就逐步增加粒子束的強度,每一次都打破先前的紀錄。

大約在幾天前, LHC打破由位在美國伊利諾州費米(Fermi)實驗室的兆電子伏特粒子加速器(Tevatron)短暫維持的世界粒子束強度紀錄,因而再次引爆頭條話題。2010年,費米兆電子輻射加速器創下粒子束強度達4.024 x 1032cm-2s-1 的紀錄,而在日內瓦當地時間4月22日午夜時分,LHC則打破該紀錄,達到 4.67 x 1032cm-2s-1 的亮度,而這些高能撞擊的帶來數十億計的小點的數據,是CERN物理實驗室的一大成功。

隨著光束強度提升,全球科學家的期望也逐漸升高,期待這座機器最終能夠揭開人類永恆的疑問,包括宇宙為何誕生。更甚者,我們或許終於能夠回答某些詭妙的哲學跟神學問題,像是平行宇宙是否存在以及時光旅行在其他宇宙中能否成真。

兩件你可能時常聽見的事情是,自從LHC進行首次對撞後,是否發現了暗物質跟希格斯玻色子(所謂的上帝粒子)。這個拼圖挑戰由成千上百的亞粒子組成,然而不管怎麼拼,總是找不到那失落的一片–也就是希格斯玻色子。物理學其實沒有任何答案解釋「質量」從何而來,以及究竟為何物質擁有質量。假若發現希格斯玻色子,不僅能完備現存的「標準模型」理論,且會動搖我們對於所處宇宙理解之基礎。

上週,一份從LHC四位科學家那洩漏出來的內部備忘錄在網上流傳,其中提及尋找希格斯玻色子的目標可能已經達成了。資訊如野火般快速蔓延,備忘錄中還提到「首度發現超越標準模型理論的確切物理觀測」,並暗示ATLAS偵測器可能已經捕捉到科學家預料或期待希格斯玻色子才會產生的跡象。

這份備忘錄當然可能是虛假不實的,有人也說這份備忘錄跟希格斯玻色子本身一樣虛幻、難以捉摸。也有可能,備忘錄提及的其實是另一個完全不在預期中的粒子,與希格斯玻色子無關。為了更確定,我們得等CERN的正式聲明才行。

(或著,備忘錄可能是真的,但裡頭的資料可能有大量錯誤,只要更仔細檢查資料,粒子就又消失了。所以現在要開香檳慶祝還太早了。)

iPad專屬新聞The Daily最近訪問了加來道雄,關於發現「上帝粒子」將如何像是打開洪水閘門一樣,替理論物理學開拓全新領域。這則訪問也討論了若找到希格斯玻色子將會如何將科學引領至長期追求的萬有理論(The Theory of Everything) 發展上。該訪問的其中大部份可見本文開頭的影片。

資料來源:The Possible Discovery of the Higgs will Shake the Foundations of Physics

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關於作者

小時候是那種很喜歡看科學讀物,以為自己會成為科學家,但是長大之後因為數理太爛所以早早放棄科學夢的無數人其中之一。關心台灣的傳播環境跟媒體品質,現在是PanSci 泛科學網的總編輯。如果你想成為PanSci的專欄作者或是志願編譯,也可以跟我聯絡。kuowei@panmedia.asia