巨型对撞机、粒子物理与中国科学发展
2016-05-30因坎德拉
科学 2016年5期
因坎德拉
《从万里长城到巨型对撞机》讲述了一个非凡的故事,那就是人类对微观世界从原子到夸克的好奇心如何同时改变了我们对宇宙以及对我们自身存在的理解。这个故事穿越两千年,从古希腊的原子论者出发,在随后的千年中缓慢推进,而从汤姆孙(J.J.Thomson)发现电子到近来发现希格斯玻色子这大约120年里,它则以惊人的步伐加速前进。
2012年7月4日,欧洲核子研究中心(CERN)宣布发现希格斯玻色子,这是整个科学史乃至人类全部历史中的重大里程碑,向我们揭示了关于宇宙的非凡事实。如今我们知道,我们的宇宙填充着一种量子场,它对于我们自身的存在,以及我们所知的一切存在物都至关重要。若不是它,电子就没有质量,原子就不会形成,因而也就没有恒星,没有地球,没有人类!希格斯玻色子的发现完成了粒子物理学的标准模型,这是人类有史以来对自然界在最基本的层次上最全面的描述。但这并不是故事的终结。的确,在一本激动人心的著作中,最好将这看作其中一章的结束。
希格斯玻色子虽然回答了许多重要而深刻的问题,但是它提出的新问题比它解决的问题还要多。在标准模型外,在我们所能确切解释的事实外,还有新的奥秘。如今我们知道,宇宙物质的绝大多数并非我们熟知的物质,而是一种我们看不见且尚无任何理解的暗物质。不过我们知道,暗物质能够解释宇宙的大尺度结构,而且还能解释恒星在星系中令人困惑的运动。……
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