7月4日，全球大部分的粒子科學(xué)家則聚集在澳大利亞墨爾本，準(zhǔn)備第二天召開(kāi)的國(guó)際高能物理大會(huì)。
此時(shí)，瑞士日內(nèi)瓦的歐洲核子中心(CERN)異乎尋常地宣布，將公布某項(xiàng)研究結(jié)果。
世界屏住呼吸，聽(tīng)完了全長(zhǎng)兩個(gè)多小時(shí)的報(bào)告，得到這樣一個(gè)結(jié)果：“我們發(fā)現(xiàn)了一種新的玻色子，很可能是希格斯玻色子，但我們必須確認(rèn)它是哪一種希格斯玻色子。”如雷的掌聲爆發(fā)了，世界沸騰了！
這句話意味著，在經(jīng)歷了四十多年的尋找后，世界上最難找的粒子將凸顯原形。希格斯玻色子，俗稱“上帝粒子”，這個(gè)陌生的詞，卻是我們理解宇宙起源最重要的一個(gè)密碼，因?yàn)?，它賦予其他物質(zhì)以質(zhì)量。有物理學(xué)家說(shuō)，“這次發(fā)現(xiàn)就像哥倫布發(fā)現(xiàn)了新大陸。”
標(biāo)準(zhǔn)模型的故事
7月4日之后，歐洲核子中心的官方主頁(yè)很自信地貼出一行大字：“希格斯玻色子觸手可及，我們對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)即將改變！”
希格斯玻色子是何方神圣？它為何能左右我們對(duì)宇宙的認(rèn)知？這個(gè)故事，要從40多年前的標(biāo)準(zhǔn)模型建立開(kāi)始說(shuō)起。
上個(gè)世紀(jì)60年代，物理學(xué)家彼得·希格斯創(chuàng)建了“標(biāo)準(zhǔn)模型”理論，而另外3位物理學(xué)家，完善了這個(gè)理論。此后，標(biāo)準(zhǔn)模型成為認(rèn)識(shí)物質(zhì)世界的理論基礎(chǔ)，其意義就像進(jìn)化論之于生物學(xué)界。
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模型，宇宙誕生時(shí)，出現(xiàn)了62種粒子和四種力，這些粒子大部分轉(zhuǎn)瞬即逝，只有質(zhì)子、中子和電子才構(gòu)成了今天的物質(zhì)。
其余61個(gè)粒子在半個(gè)世紀(jì)中被人們一一發(fā)現(xiàn)，它們都證實(shí)了標(biāo)準(zhǔn)模型。物理學(xué)家驗(yàn)證和糾正標(biāo)準(zhǔn)模型的過(guò)程，是產(chǎn)生諾貝爾獎(jiǎng)的富礦，很多人都為此去了斯德哥爾摩。據(jù)統(tǒng)計(jì)，歷屆諾獎(jiǎng)物理學(xué)獎(jiǎng)至少有四分之一是和標(biāo)準(zhǔn)模型及夸克理論相關(guān)的。著名華人物理學(xué)家丁肇中，便憑此獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
但這個(gè)“美妙”的理論只剩最后一塊拼圖，這塊拼圖就是希格斯玻色子。由于這塊拼圖苦尋不至，人們把它稱為“上帝詛咒的粒子”，久而久之，就簡(jiǎn)化成了“上帝粒子”。
為了說(shuō)明“上帝粒子”的重要性，希格斯創(chuàng)建了一個(gè)特別的概念“希格斯場(chǎng)”。希格斯認(rèn)為，在宇宙大爆炸過(guò)程中，形成一種無(wú)形卻到處存在的場(chǎng)，上帝粒子就存在于這個(gè)場(chǎng)內(nèi)。當(dāng)有些粒子與上帝粒子遭遇時(shí)，它們會(huì)降低速度，獲得質(zhì)量，而另一些粒子則會(huì)不受阻礙地繼續(xù)前進(jìn)。
如果這個(gè)假設(shè)為真，那標(biāo)準(zhǔn)模型就可以得到徹底的驗(yàn)證，而如果不存在上帝粒子的話，這個(gè)“完美”的標(biāo)準(zhǔn)模型顯然出了問(wèn)題，理論學(xué)家需要重新書寫整個(gè)理論。
耗資90億美元
不過(guò)，這條驗(yàn)證之路走得頗為艱辛。自然界的“上帝粒子”是在宇宙誕生之初存在的，并不存在于今天的世界中，如果要尋找它，則必須人工還原宇宙大爆炸時(shí)的場(chǎng)景。
這就是歐洲核子中心打造的世界最大實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目——大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(LHC)的目的：人工模擬大爆炸，人為地創(chuàng)造“上帝粒子”。
但是無(wú)論對(duì)于理論物理學(xué)家還是實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家來(lái)說(shuō)，壓力都是存在的。
壓力最大的就是希格斯本人，整個(gè)實(shí)驗(yàn)的造價(jià)高達(dá)90億美元，來(lái)自全球各國(guó)近1萬(wàn)名科學(xué)家，長(zhǎng)達(dá)幾十年的工作，都是為了證實(shí)或者證偽他所提出的理論。
愛(ài)丁堡大學(xué)教授希格斯似乎將過(guò)去的歲月沉寂在隱士的生活中，雖然60年代時(shí)，年輕的他曾因“標(biāo)準(zhǔn)模型”獲得國(guó)際聲譽(yù)，但是，在過(guò)去的十年，人們對(duì)這個(gè)造價(jià)昂貴的對(duì)撞機(jī)到底能否找到“上帝粒子”的懷疑讓他變得焦慮起來(lái)。
在這個(gè)過(guò)程中，一些新的理論也逐漸出現(xiàn)，試圖挑戰(zhàn)標(biāo)準(zhǔn)模型的權(quán)威。有的理論學(xué)家甚至認(rèn)為，“上帝粒子”可能實(shí)際上并不存在。