寻找“上帝粒子”的最新进展
2012-03-19胡瑶光
物理通报 2012年10期
胡瑶光
(华东师范大学 上海 200062)
1 “上帝粒子”名称的来源
在现在粒子物理理论研究中,多数人认为,最成功的理论是“标准模型”,它是u(1)×Su(2)×Su(3)规范理论,有12种传递相互作用的规范粒子:1种传递电磁相互作用的光子,3种传递弱相互作用的中间玻色子W+,W-,Z0,8种传递强相互作用的胶子;还有6种轻子:e电子,μ介子,τ子和与之相应的3种中微子;再有6种夸克:上夸克u,下夸克d,奇夸克s,粲夸克c,底夸克b,顶夸克t.其他粒子都是夸克的复合体.
按照规范对称理论的要求:粒子都该没有质量.这与实验不符.上述粒子大部分都有质量,这些粒子质量从何而来?英国物理学家希格斯(P.W.Higgs,1929~ )引进了希格斯机制.标准模型建立时,采用了这一机制,使粒子获得质量.后来,有人认为,在宇宙大爆炸刚发生时,无数的正反粒子同时产生,轻子和夸克通过与希格斯场的相互作用而获得质量.因而希格斯场粒子是轻子与夸克的质量之源,具有非常重要的地位,所以,科学界称希格斯粒子为“上帝粒子”.
2 寻找希格斯粒子的实验进展
20世纪80年代,在美国费米实验室,发现了传递弱相互作用的中间玻色子W+,W-,Z0.1985年他们又发现了顶夸克t.至此,人们认为,标准模型预言的62种粒子中的61种都得到实验的证实,唯独关键的希格斯粒子没有找到,这不能不令人遗憾.因此,有不少人怀疑希格斯粒子的存在,其中,著名物理学家霍金就是代表性人物.
希格斯粒子到底是否存在,需要用实验作出证明.为此,在美国,科学家们和国会……
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