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烧钱的上帝粒子

2012-08-30萧菡

南都周刊 2012年27期
关键词:理论标准模型

萧菡

原子核发现者、诺奖得主卢瑟福(Ernest Rutherford)曾说过:所有的科学,要么是物理学,要么是集邮。

这句名言几乎就是现代粒子物理学家的致命伤——他们穷尽一生,只为发现一种新粒子,而后得以在物理学界获得一席之地。美国物理学家加来道雄在《高维空间》一书中嘲讽道:标准模型不是物理学,它更像是集邮——仅仅凭借表面上的相似之处,就对那些不甚了解的物质进行归类。

有“上帝粒子”之称的希格斯玻色子,正是“标准模型”所缺失的神秘拼图,因此也成为了量子理论的圣杯。

不能说标准模型是失败的。相反,它太过成功了。过去我们曾以为物质的最小组成部分是原子,但后来人们发现了质子和中子。通过标准模型,物理学家终于意识到,微观的世界由61种基本粒子构成——除了电子是为人熟知的,另有名称各异的夸克,还有中微子、μ子、τ子、光子、胶子、W和Z玻色子……以及它们的反粒子。

绝大多数粒子是可以验证的,欧洲核子研究中心(以下简称CERN)最引以为豪的就是大型强子对撞机(简称LHC),通过让接近光速的质子流对撞,4个巨大的探测器记录下撞击过程中四散的碎片以及它们衰变的轨迹,同时寻找新粒子。基于这样的实验,长篇累牍的数据支持着标准模型和背后的量子理论,以至于每次国际物理学会议都“像一枚批准它的橡皮图章”。

加来道雄描绘说,在一次典型的物理学会议上,他留意到半数人昏昏欲睡,讲演者却一张张地展示图片,喃喃细语,证明这些最新数据是如何符合标准模型。

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