(瑞士)全球物理學家夢寐以求發現的“上帝粒子”——希格斯玻色子,可能已被科學家“瞥見”。接近歐洲粒子物理研究所(CERN)的科學家預料,CERN將在12月13日晚公佈觀察到希格斯玻子的“重要跡象”。消息人士稱,基於科學精神,CERN仍不會宣佈“完整地發現”了希格斯玻色子,但這無疑是尋找上帝粒子歷程中重要里程。
重要性可比60年前發現DNA
專家形容,“發現”上帝粒子(希格斯玻色子,Higgs boson)的存在,肯定會成為21世紀其中一個最重大的科學突破,其重要性可與60年前發現DNA雙螺旋結構相提並論。CERN前負責人埃利斯(John Ellis)向BBC說,他預期CERN今天將公佈“首次瞥見”(first glimpse)希格斯玻色子。“它是基本粒子理論中,失落了的一塊拼圖,我們尋覓30年,終將找到它。”
物理學家相信,希格斯玻色子是所有物質的質量之源、是促成宇宙成形的重要粒子,一直尋找其存在證據。為此CERN今年進行了大量質子對撞實驗,期望旗下兩支研究團隊,可分別透過兩套不同的探測儀器(即ATLAS探測器和CMS探測器),證實希格斯玻子的存在。
兩組專家的觀察結果,將互相驗證,一位有份參與實驗的科學家透露,在350萬億次的質子撞擊中,其中約10次可能已讓希格斯玻色子現形,其質量約為120至125個GeV(GeV是衡量質量/重量的單位,一粒質子的“重量”僅得1GeV),意即希格斯玻色子的質量,為質子的120至125倍。
誤差進一步縮小
始算“發現”
與兩支團隊有密切接觸的科學博客說,據他們理解,兩隊研究員都找到看來非常接近希格斯玻色子的跡象。CERN負責人稱,ATLAS和CMS兩支團隊,將公佈希格斯玻色子研究的最新消息,但不會正式公佈發現“上帝粒子”。外界相信,當局將公佈,最新觀察結果的準繩度,在統計學的5級sigma“肯定標準”中,會有很高的肯定程度。知情博客稱,CMS組的證據,肯定度達2.5級sigma,而ATLAS組的證據,更有3.5級sigma,意味觀察到希格斯玻色子的跡象,有95%以上的準確度,夠資格形容為“觀察”到希格斯玻色子。研究要達到第5級sigma(即誤差機會只有0.00003%),才能正式確認為“發現”。專家相信,在取得更多實驗數據支持後,CERN最快可在明年3月,正式確認是否發現了上帝粒子。
“發現”嚴格定義
如擲公字20次相同
何謂“發現”,在粒子物理學界其實有一套獨特的定義,那就是“肯定程度”達到統計學上5個標準差(standard deviations)的極嚴格程度(另一個說法,達到5級sigma程度的肯定)。聽起來雖然艱澀,但可以換一個常人較易理解的說法:肯定程度達到5個標準差,大致相當於連續擲20次公字,都擲出同一面向上。這意味觀察結果,極不可能是運氣使然。若達不到這水平,便只能稱作“觀察”,不能稱作“發現”。消息指目前科學家在尋找上帝粒子上所得出的觀察,達到“3個標準差”水平,相當於連續8次擲公字擲出同一面。
3可能結果
衝擊當代物理
雖然科學家仍未有足夠數據去100%確證希格斯玻色子的存在,但科學界都期盼研究團隊今晚會交出“雖不中亦不遠矣”最理想答案。以下是3個可能結果及含意:
可能一:雖不中亦不遠矣
在歐洲粒子物理研究中心的粒子對撞實驗中,兩支團隊分別用兩套完全不同的方法,使用各自的偵測裝置,察看是否有希格斯玻色子存在的蛛絲馬跡。若新公佈顯示兩支團隊在同一位置,各自偵測到“蛛絲馬跡”,那麼即使研究中心仍不能正式宣佈發現上帝粒子,但科學界某程度上已可“開定香檳慶祝”。
可能二:什麼也找不到
這其實比發現到上帝粒子“更有趣”,因為這將推翻現時的粒子物理理論。經多年研究,科學家已基本鎖定,希格斯玻色子的“重量”,介乎114.4至140GeV之間(GeV是衡量質量/重量的單位,一粒質子的“重量”僅得1GeV,可知希格斯玻色子“很重”)。若兩支團隊在這範圍內,都找不到希格斯玻色子,便意味當代物理學家對粒子研究的最基本理論假設(即所謂“標準粒子模型”),很可能是錯的。
可能三:兩組偵測結果差異大
意即兩支研究團隊在尋找上帝粒子上,得出的發現南轅北轍。這就需要更多數據,待明年3月判定希格斯玻色子是否存在。(香港明報)