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“上帝粒子”真的存在吗？丹麦科学家表示质疑
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为什么希格斯粒子这么特殊
关于希格斯粒子，有一个特殊的称呼，即上帝粒子。1993年，诺贝尔奖获得者、实验粒子物理学家Leon Lederman在他的名为《上帝粒子：如果宇宙是答案，那么什么是相应的问题？》的科普著作中将它称为上帝粒子。计算机模拟的希格斯粒子（“上帝粒子”）衰变我们知道，粒子物理学家研究的对象是物质世界的基本相互作用形式和物质的基本组元。在19世纪末，物理学家们相信分子原子的存在，俄国物理学家门捷列夫甚至编了元素周期表。20世纪初，物理学家通过实验肯定了原子的存在，并且在后来的实验中通过显微镜看到了原子。后来，物理学家发现，原子是由电子和原子核组成的，而原子核是由质子和中子组成的。到了20世纪70年代，物理学家又发现，即使质子和中子也是复合粒子，由夸克组成。所以，从70年代到90年代，物理学家肯定了基本粒子家族的成员，它们是电子，中微子和夸克，以及类似电子的μ子(渺子)和τ子(陶子)。电子和中微子以及类似它们的粒子叫轻子，夸克叫重子。这些粒子都是费米子，都有自旋1/2(级半个角动量量子)。在费米子之外，还有玻色子。玻色子的自旋是角动量量子的整数倍，例如无所不在的光子，传递强相互作用的胶子，以及传递弱相互作用的中间玻色子。这些传递力的粒子的自旋都是1。物理学家用这些基本粒子建立了所谓粒子物理标准模型。之所以称这个模型为标准的，是因为到现在为止我们还没有发现有什么基本物理现象这个模型解释不了。因此，诺贝尔奖获得者Weinberg建议将这个模型称为标准理论，因为理论听上去似乎比模型更高级些。现在轮到希格斯粒子了，这是标准模型中唯一与其它粒子不同的粒子，第一，它的自旋为0，也就是没有自旋，所以也是玻色子。第二，它决定了粒子物理中的真空性质，也就是说，它的存在赋予真空一些特性，使得所有其它粒子在这个真空存在时获得质量。由于这个特殊地位，Lederman通俗地称之为上帝粒子。有一个故事说，Lederman将他的科普书交给出版商时，不是称希格斯粒子为上帝粒子(god particle)，而是称它为操蛋粒子(goddamn particle)，但编辑觉得这个名字太不雅了，改成了上帝粒子。这个故事是Lederman自己说出来的，因此有人怀疑Lederman在编故事，觉得他不会用操蛋这个词，他只是为了宣传他的书或撇清才编了这个故事。
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Copyright & 1998 - 2017 Tencent. All Rights Reserved发现希格斯玻色子是否意味着世界末日？
[导读]欧洲核子研究中心科学家去年宣布发现疑似希格斯玻色子信号，然而该粒子的发现是否意味着“世界末日”呢。
[导读]：腾讯讯（Everett/编译）据国外媒体报道，去年，欧核中心的科学家宣布发现了与希格斯玻色子极为相似的信号，大型强子对撞机紧凑μ子线圈探测结果暗示这个新粒子可能就是科学家寻找多年的亚原子粒子。如果希格斯玻色子的存在理论是正确的，那么从宇宙诞生到现在的数百亿年或许将“转瞬即逝”，在该理论的支持下，可能创造出一种奇怪的时空维度。在标准模型所预言的基本粒子中，唯有希格斯玻色子一直未被发现，因此，一旦发现这个极具特点的玻色子，就意味着物理学家构建起来的理论是正确的。来自巴达维亚费米国家加速器实验室理论物理学家约瑟夫·莱肯认为，该粒子没有自旋和电荷，却无处不在，基本粒子通过希格斯场的作用而获得了质量。到目前为止，科学家还没有充分证据显示去年由大型强子对撞机发现的新粒子并不是希格斯玻色子，来自阿特拉斯超环面仪的数据显示，该粒子质量为126.0 GeV（十亿电子伏特），显然这是一个关键性的数字，它决定着人类所理解中的宇宙命运。大型强子对撞机科学团队科学家认为我们处于的宇宙本来就不稳定，或者这个情况与希格斯玻色子有关，与该粒子有关的微域能源被认为存在于整个宇宙中。如果要对宇宙大尺度问题以及未来演化方向进行预测，我们可能需要知道希格斯粒子与其他相关亚原子粒子的基本情况，物理学家克里斯托弗·希尔认为这也可能是一个“巧合的宇宙”，一些物理现象“恰到好处”地存在于我们所处的宇宙中。我们目前所知的是，现在这个宇宙已经稳定存在了135亿年之久，或许有人认为宇宙是处于一群“泡沫”之中，其他泡沫的膨胀等时空行为最终会威胁我们的宇宙。当大型强子对撞机启动时，科学家希望将粒子加速至光速并对撞，以此来了解是宇宙的起源之谜。比如，一个经典的猜想是认为大型强子对撞机是一个巨型“反物质炸弹”，然而，我们发现希格斯玻色子的时刻会是世界末日吗？有人认为粒子对撞的行为会制造出反物质，通常在科幻小说中反物质被描述成恐怖的末日武器系统，当正常物质与反物质相互接触时就会发生湮灭，从而释放巨大的能量。事实上，对撞机在进行粒子物理实验产生的奇异物质效率极低，欧核中心科学家认为按目前的生产速度，我们要制造反物质炸弹须有数十亿年的时间。迷你黑洞或许是希格斯玻色子发现之日的另一种末日猜想，在粒子对撞实验中可能创造出迷你黑洞，因此很容易产生世界末日的遐想。根据爱因斯坦相对论，微型黑洞的确具有存在的可能性，但是黑洞理论模型却预测了这种规模的黑洞会立刻消失，即便这样的黑洞“生存”下来，那么它经历数十亿年时间也才消耗掉一粒沙子的质量，显然地球也不会被摧毁。大型强子对撞机运行过程中，有研究称会产生临界状态，这种情况下会形成奇异物质，这些物质的临界态也依然是个迷，因此对撞机产生的奇异物质可能“攻击”地球，甚至我们的宇宙都可能会被它们摧毁。通常情况下，在致密的中子星环境，或者宇宙大爆炸等极端情况下可产生奇异物质（如夸克），人们无非是担心对撞机形成的极端环境无意中产生奇异物质，并将周围的正常物质迅速转化。有计算结果认为只要十亿分之一秒的时间就能进行不可思议的链式反应，最终将地球吞没，但直到现在这样的情况还没出现，相比之下美国布鲁克海文国家实验室的相对论性重离子对撞机更可能产生奇怪的事件。希格斯玻色子除了能带来世界末日外，是否能带给我们关于时间旅行的暗示呢？弦理论的科学家们认为希格斯玻色子的发现可能为我们揭开某种新的粒子性质，从而升级时间和空间的理论。对此，人们认为新的时空是否是“地狱”或者“星际之门”呢？虽然这个猜想是凭空捏造的，但依然有多数人相信希格斯玻色子的发现具有如此大的影响力。比如前不久举世瞩目的尼布鲁行星，环绕地球周围的范艾伦辐射带都被嵌入与希格斯玻色子发现有关的末日猜想中。
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还能输入140字科技日报：从希格斯粒子看错误的价值
“上帝粒子”也许是七月上旬最火热的词。近日欧洲核子研究中心宣布发现与希格斯玻色子性质高度吻合的粒子后，科学家们为之狂喜，公众热烈地参与到相关讨论中。但也许是新发现的意义过于重大，也许是不久前中微子超光速实验“乌龙”事件让人心有余悸，面对粒子物理学家严谨的表述，仍有人忍不住担忧，这次我们会再犯错吗？这种谨慎的质疑值得称赞，但在探索未知的旅程中，我们再错一次又如何？科学的目标是探寻自然界的规律，试错是探索的重要途径之一。在科学探索的历程中，有着许多为人熟知或不为人熟知的试错细节。例如如果没有爱因斯坦为反对量子力学而抛出“EPR佯谬”，人们不会接二连三地进行实验，进而揭开量子纠缠的面纱，开辟量子力学研究的新领域。面对未知的世界，我们不可能总是迈出正确的脚步。发现并剔除一种错误的可能，就是离真理更进一步。从这个角度看，人类探索未知的历程也是踩着错误向上攀登的历程。进一步确认新发现粒子的身份至少要等到今年年底。而如果新粒子被确认为希格斯玻色子，那么它在证实粒子物理标准模型成立的同时，也宣告着另一批粒子物理学家的错误。面对可能宣告他们错误的新发现，这些科学家的反应如何？曾经下赌注称不可能找到希格斯玻色子的，不仅坦然承认输了赌局，并称应该给希格斯发一个诺贝尔奖。这是真正的科学精神！而那些支持不含希格斯粒子的粒子模型的科学家们，相信此时也怀着与霍金相似的心情。有些错误于个人代表着学术生涯中走过的弯路，但于科学本身却是一种收获。当然，超光速实验中的工程错误与理论物理学家选择科研方向时的偏差有所不同，进一步验证新发现粒子身份时会得到什么结果也不得而知。但这些不妨碍我们坦然面对严谨的科学研究中每一次错误的尝试，因为它不是科学研究中毫无意义的成本，而是科学进步的基石。
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科技 · 健康耗资千亿的科技项目引发顶级科学家争议，到底是啥？
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　　去年，一场关于中国是否应该斥千亿元巨资建造超大对撞机的争论引发社会关注。　　以菲尔兹奖获得者、数学家丘成桐和中科院高能物理研究所所长王贻芳为代表的一方主建，认为这是基础科学及高技术研究中具有标志性的重大领域，可以在技术发展和人才引进方面产生巨大效益。　　而以著名物理学家、诺贝尔奖得主杨振宁为代表的另一方则持反对意见，认为项目耗时长、费用奇大、是个“无底洞”，且有美国终止建造超大对撞机的“前车之鉴”。　　这样一个项目为什么在这么多顶级科学家之间引发巨大争议？　　　　什么是对撞机？　　对撞机是人类探索微观物质世界的“超强显微镜”。科学家要研究的粒子愈微小，选用的对撞机体积就要愈庞大、粒子加速的能级也越高。现代大型加速器的周长可达数十千米，造价在几十亿到几百亿美元不等。　　对撞机家族成员众多。而国内科学家想建的超大对撞机为“环形正负电子对撞机（CEPC）”。按照规划设想，CEPC将是一个长达50公里~70公里的环形加速器，可以产生大量希格斯粒子，以便科学家对希格斯粒子及其他标准模型粒子进行精确测量研究。　　为什么要探讨这个问题？很重要吗？　　科学家们寄希望于通过超大对撞机来探索更高层次的微观世界，从而找到宇宙起源的亘古秘密。　　而建设大科学装置意味着上千亿的资金投入。因此，对我国而言，超大对撞机上马与否，要花钱的地方很多，有限经费投到哪里？　　交锋1：千亿造价是否在中国承受范围内　　哈佛大学数学系和物理系教授、菲尔兹奖得主丘成桐认为，“50年来欧美的高能对撞机每一次得出的重要成果，都能震撼人心”，因此应该建设超大对撞机，进一步探索。　　　　目前的世界大型粒子对撞机尺寸对比(中国的BEPC正负电子对撞机最小，但未来建立的CEPC环形虚线区域则最大)　　而诺贝尔物理学奖得主杨振宁认为，高能所倡议在中国建造超大对撞机，费用由许多国家分摊，“可是其中中国的份额必极可观”。而中国有数亿农民与农民工，还有急待解决的环保、教育、医药健康等问题。建造超大对撞机，费用奇大，对解决这些问题不利。　　对于到底需要花多少钱，中科院高能物理研究所所长王贻芳回应称，如果减去国际贡献约30%，中国政府两个阶段分别出资大约300亿人民币(每年30亿)和700亿人民币(每年70亿)。从GDP占比来看，大型对撞机的造价并没有超过上世纪80年代的北京正负电子对撞机。王贻芳认为这是高能物理领域领先国际的一个难得机遇。　　　　俯瞰北京正负电子对撞机（2009年摄）　　交锋2：能不能达到预期科研目标　　杨振宁说，有些高能物理学家希望用超大对撞机发现“超对称粒子”，但找超对称粒子已有很多年了，完全落空。　　王贻芳则认为，现在预言对撞机会发现或不会发现猜想中的粒子，过于武断。造大型对撞机可以使我国在相关技术领域领先国际，使一些重要产品实现国产化并走到世界最前沿，还可以形成一个国际科学与技术中心引进吸收国外的智力资源。　　而清华大学高能物理研究中心主任高原宁认为，在现阶段建设环形正负电子对撞机，深入研究希格斯粒子，是高能物理发展的必经阶段。2011年底，有一些迹象表明希格斯粒子可能会很轻，我国科学家便意识到环形对撞机可能会有机会，因为它的优势就是大量产生希格斯粒子。　　　　图为发现希格斯玻色子的大型强子对撞机LHC　　争论各方要多发科学理性之声　　对于是否上马对撞机，现在双方各执一词。不过，对撞机的确对社会经济民生以及人类科技发展有着巨大的推进作用。比如从加速器技术发展出质子治癌技术，提高癌症治愈率。从加速器技术衍生出的散裂中子源、同步辐射光源等为材料、生物研究提供先进技术手段等。　　因此，尽管一时没有结论，但各界也呼吁争论各方要多发科学理性之声，充分辨析什么当投，什么不当投，什么必须现在投，什么可以未来投。不论超大对撞机项目是否上马，何时上马，顶尖的观点交锋迸发的理性之声，都有益于孕育出不负祖国、不负时代的科学决策。
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