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 (4) 日宣布,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」。
香港《明報》綜合報導, 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) 昨天親臨 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) 會請家人開一些香檳 (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。
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況,終發現希格斯玻色子存在的蛛絲馬。
香港大學物理系的潘振聲博士解釋,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 1 )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 1 (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% 。
有科學家將這次發現,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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