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发帖数: 12367 | 1 上帝粒子现身 99.9999％确定解宇宙之谜
被喻为「上帝粒子」、是一切物质质量之源的希格斯玻色子（Higgs Boson），在科学
家追寻近半世纪后终于现身！欧洲核子研究组织（CERN）昨宣布，发现一种微细粒子，
其「性质与希格斯玻色子一致」，简单来说就是已找到希格斯玻色子，CERN形容新发现
是「了解宇宙的新里程」。
1964年提出希格斯玻色子理论、如今已83岁的英国物理学家希格斯（Peter Higgs）昨
亲临CERN见证这历史时刻。他说﹕「我从来没有想过这会在我有生之年发生，（我）会
请家人雪一些香槟（庆祝）。」与他分开发表有关理论的79岁比利时物理学家恩勒特（
Francois Englert）亦激动得眼泛泪光。
质量之源 现代物理学关键
科学家一直都想了解物质的质量从何而来，以及为何一些物质如光线不含质量。直到希
格斯提出理论，假设有一种神秘粒子（也就是希格斯玻色子）赋予万物质量、令各式粒
子能够凝聚起来，现代粒子物理学的「标准模型」理论，才得以自圆其说。根据希格斯
的理论，一些粒子遇上希格斯玻色子，结果就慢下来并得到质量，但像光一类粒子则没
有。
不过希格斯玻色子却是「标准模型」62种基本粒子中，唯一仍未发现的。由于它难以寻
觅又极为重要，因此被称作上帝粒子。追寻上帝粒子由去年起渐入高潮，CERN运用全球
最大的强子对撞机（LHC），进行无数次的质子与质子高速对撞，模拟宇宙大爆炸瞬间
的状况，终发现希格斯玻色子存在的蛛丝马迹。
香港大学物理系的潘振声博士向本报解释，粒子物理学领域以统计学的标准误差（
sigma）概念，去计算实验的准确度，一般来说大于5个sigma（误差少于350万分之一）
才算是发现。去年底，CERN的科学家就公布，希格斯玻色子质量介乎115至130GeV/c2（
衡量粒子质量单位）之间的可能性，有2.4个sigma，意即准确度达98%，但仍未达到5个
sigma的科学认证水平。
直至昨天，CERN两组独立研究队ATLAS和CMS公布实验结果，指希格斯玻色子质量在125
至126GeV/c2（相当于光子质量逾130倍）的可能性，达到4.9至5个sigma。5个sigma意
即实验出错机会小于350万分之一（即准确度达99.99998％）。即使只以4.9个sigma而
论，这数字意味，实验搞错的机会率只有0.00006％。
意义如60年代登月计划
有科学家将今次发现，与1960年代的阿波罗登月计划相提并论。根据学术性的讲法，科
学家只是找到与希格斯玻色子「性质一致」的新粒子，要确定「新粒子」就是希格斯玻
色子，还需要更多实验数据，但CERN秘书长霍尔（Rolf Heuer）直言：「作为普通人，
我会说已经找到（希格斯玻色子）。」根据「标准模型」预测，希格斯玻色子只能在短
时间内保持完整，之后会衰变为不同粒子。专家会透过更多强子对撞机实验，研究这些
变化是否符合「标准模型」中的希格斯玻色子假设。
霍金輸百美元賭注 希格斯諾獎在望
對於CERN發現希格斯玻色子，英國著名物理學家霍金昨形容，這是一個重大成就，「希
格斯應獲諾貝爾」，「但這有點可惜，因為物理學的大突破，往往來自一些給我們帶來
意想不到結果的實驗。但無論如何，我似乎賭輸了100美元」。
霍金2008年曾押注100美元，跟人打賭歐洲強子對撞器（LHC）找不到希格斯玻色子，還
說「如果沒發現它，會更令人興奮，那就表示（現有物理學理論）某些地方出了錯，必
須重新思考」。霍金這番話惹來希格斯不悅，反批霍金研究「做得不夠好」，「他把粒
子物理學的理論與重力學扯在一起，沒有任何一位理論學派粒子物理學家會認為這是正
確的。」
1964年7月16日，希格斯在愛丁堡大學的圖書館，閱讀一篇與他的觀點完全不同的文章
，一種想法「開始產生」。幾天後，他回到辦公室，關於粒子如何獲得質量的理論，已
在腦中成形。之後兩周，他開始撰寫兩篇有關希格斯玻色子的論文，它們後來成了現代
粒子物理學的基礎，但諷刺的是，當年他的論文，卻被設在CERN的《歐洲物理學快報》
編輯退回，經修改過後，才獲美國《物理評論通訊》採用。
爭尋「上帝」 歐捷足先登挫美
質量是物體中含有多少物質的度量，如果沒有質量，構成現有物體的基本粒子，都將以
光速移動，宇宙間的物質就不能凝聚起來。這就是科學家一直希望印證希格斯玻色子存
在的原因。尋找希格斯玻色子的唯一方法，就是把兩個質子束加速到接近光速，相互對
撞，從而撞出只有在極高能量狀態下才能產生的基本粒子。擁有這種強大儀器，目前就
只有歐洲和美國。
歐美在尋找「上帝粒子」的競賽中，一直希望搶先對手，在實驗中達到5個sigma的「發
現」級準確度。在CERN公布結果前夕，美國能源部屬下的費米國家加速器實驗室亦宣布
，他們的最新數據「強烈表明」希格斯玻色子的存在，但仍未達到5個sigma的級數。
粒子物理學領域，美國與歐洲一直互有領先，競爭如此激烈，皆因這關乎美國和歐洲的
科學權威，若美國科學家搶先發現希格斯玻色子，將會為其近代科學領域取得的主要成
就，畫上完美句號。若被歐洲捷足先登，將被視為對美國的一次打擊。CERN在1980年代
準備籌建大型強子對撞機（LHC）時，就把證實「上帝粒子」存在視為奮鬥目標，在LHC
在2010年啟用前，美國費米的Tevatron一直是全球最強大的對撞機，惟最後始終敗在歐
方手上。 |
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