撰文：Christine Dell’Amore in Copenhagen
编译：胡宗香
在2012年发现了“上帝粒子”的全世界最大、能量最高的分子加速器正准备重新启动。科
学家说，它的第二次运转很可能带来惊人的成果。
科学家于本周一宣布，大强子对撞机（ Large Hadron Collider, LHC ）将以先前的两倍
能量运转，这将是粒子加速器有史以来所达到的最高能量。
大强子对撞机最有名的事蹟，就是在2012年侦测到希格斯玻色子。暱称为“上帝粒子”的
希格斯玻色子是次原子粒子，有助于解释宇宙中的粒子为什么具有质量。这项发现为1960
年代首先预测希格斯玻色子存在的理论物理学家赢得了2013年诺贝尔物理奖。(看 大强子
对撞机的照片.)
大强子对撞机位于法国与瑞士边界底下一个长27公里的椭圆形隧道中。能量提升后，它可
能会发现更多新的粒子。
找到希格斯玻色子只是“一个起点”，粒子物理学家，也曾担任ATLAS（A Toroidal LHC
Apparatus，超导环场探测器）实验发言人的法碧欧拉‧吉欧诺提（Fabiola Gianotti）
在星期一指出。ATLAS就是当初侦测到希格斯玻色子的仪器。
“现在我们对希格斯玻色子的认识还不像对其他基本粒子的那么深入—认识新朋友时，你
总会想要进一步了解它，”她说。
大强子对撞机利用强大的磁铁让两个质子束以接近光速的高速对撞。
上周，这个巨大的对撞机约八分之一已冷却至摄氏零下271.3度的运转温度，这个温度比
外太空还冷。而质子同步加速器也自2012年以来首度重新启动；当时，加速器为了进行维
修与升级而关闭。
负责加速器运转的“欧洲核子研究组织”（European Organization for Nuclear
Research, CERN）主任罗夫－迪特‧休尔（Rolf-Dieter Heuer）指出，现在的计画是要
让更新更强大的对撞机在2015年1月恢复运行，并且说：“还有很多物理学实验等待进行
。”
“没有这个粒子，就没有我们”
希格斯玻色子在五十年前由英国物理学家彼得‧希格斯（Peter Higgs）提出，用以解释
为什么组成质子的夸克以及电子等某些粒子具有质量，而有些却没有，比如光子就不具质
量。
根据希格斯的理论，宇宙里遍布一种看不见的“场”，类似磁场，称为“希格斯场”。
如果一个粒子可以在与这个场只有很少或没有交互作用的情况下通过这个场，就不会产生
阻力，这个粒子也就会只有很少的质量或完全没有。反之，如果一个粒子与希格斯场有很
大的交互作用，就会获得比较大的质量。
这也就是为什么希格斯玻色子是宇宙中绝大部分物质的质量来源。
“没有这个粒子，就没有我们。”休尔说。
与欧洲核子研究组织合作的吉欧诺提指出，之前“我们一共发现了16种基本粒子。希格斯
玻色子是第17个—而且与其他粒子都大不相同。”
举例来说，希格斯玻色子不属于先前已知的两个粒子种类，物质粒子与作用子，而是属于
第三种，称为纯量粒子；宇宙中唯一已知的纯量粒子就是希格斯玻色子。
希格斯玻色子还有“兄弟”吗？
大强子对撞机运作的前三年（2010至2012年）以7到8兆电子伏特（TeV）的能量运转。TeV
是粒子物理学中使用的能量单位。
2015年，科学家希望能让对撞机以13TeV的能量运转。由于更高动能的质子束能够显示质
量较重的粒子，因此对撞机有可能发现人类之前一无所知的较重粒子。（希格斯玻色子相
对而言较轻，这对物理学者而言又是另一个谜。）
举例来说，超对称理论（supersymmetry）即主张，希格斯玻色子应与其他四个“兄弟”
粒子共同存在，这些粒子与希格斯玻色子的质量相当，但电荷不同。
“如果我们提高运转能量，可能就可以见到希格斯的兄弟。”法国原子能委员会（
Commissariat à l’Énergie Atomique (CEA) ）的粒子物理学家、也与欧洲核子研究
组织合作的萨米拉‧哈萨尼（Samira Hassani）说。
暗物质之梦
科学家也希望能了解希格斯玻色子如何与其他粒子互动。
本周一，欧洲核子研究组织发布了一份研究报告，显示希格斯玻色子衰变后会成为费米子
，也就是组成物质的粒子。
这项研究发表在国际期刊 Nature Physics，支持了希格斯玻色子的行为符合标准物理模
型预测的想法。到目前为止，这个模型都算成功，能够解释基本粒子如何与基本的自然力
互动。
然而，吉欧诺提指出，当大强子对撞机以如此高的能量运转时，就出现了一个吸引人的新
可能性，也就是希格斯玻色子可能是“通往新物理的一扇门”。所谓新物理，指的是有关
我们的宇宙如何运作的其他理论，只是我们现在还不知道那究竟会是什么。
理论上存在、构成我们宇宙95%但不可见的暗物质就是一例。宇宙只有5%是由我们可以观
察到的构造所组成，例如星系、行星与恒星。
“我们所有的研究都以标准模型为依据，”哈萨尼说，但是“暗物质还是一个等待被解开
的问题。一定有一个新东西，一种新物理，是我们必须了解的。”
吉欧诺提也说：“我们的梦想是，当我们在2015年启动大强子对撞机，让它以更高的能量
运转时，能够产生一个足以解释暗物质的粒子。”
“那将是科学的一大胜利。”她说。
来源:http://www.ngtaiwan.com/6191 国家地理杂志
心得: 就高级宅宅聚在一起 老板出钱给他们乱搞一通 搞到现在 什么鸟毛都没有....
还不如台东小子 自己发明钢铁人心脏 ! 日本发明小叮当 就完败粒子撞击机了
有没有欧洲宅宅的八卦 ?!