（法國）被喻為“上帝粒子”、是一切物質質量之源的希格斯玻色子（Higgs Boson），在科學家追尋近半世紀後終於現身！歐洲核子研究組織（CERN）7月4日宣佈，發現一種微細粒子，其“性質與希格斯玻色子一致”，簡單來說就是已找到希格斯玻色子，CERN形容新發現是“瞭解宇宙的新里程”。

1964年提出希格斯玻色子理論、如今已83歲的英國物理學家希格斯（Peter Higgs）4日親臨CERN見證這歷史時刻。他說：“我從來沒有想過這會在我有生之年發生，（我）會請家人喝一些香檳（慶祝）。”與他分開發表有關理論的79歲比利時物理學家恩勒特（Francois Englert）亦激動得眼泛淚光。

質量之源
現代物理學關鍵

科學家一直都想瞭解物質的質量從何而來，以及為何一些物質如光線不含質量。直到希格斯提出理論，假設有一種神秘粒子（也就是希格斯玻色子）賦予萬物質量、令各式粒子能夠凝聚起來，現代粒子物理學的“標準模型”理論，才得以自圓其說。根據希格斯的理論，一些粒子遇上希格斯玻色子，結果就慢下來並得到質量，但像光一類粒子則沒有。

不過希格斯玻色子卻是“標準模型”62種基本粒子中，唯一仍未發現的。由於它難以尋覓又極為重要，因此被稱作上帝粒子。追尋上帝粒子由去年起漸入高潮，CERN運用全球最大的強子對撞機（LHC），進行無數次的質子與質子高速對撞，模擬宇宙大爆炸瞬間的狀況，終發現希格斯玻色子存在的蛛絲馬跡。

香港大學物理系的潘振聲博士向《明報》解釋，粒子物理學領域以統計學的標準誤差（sigma）概念，去計算實驗的準確度，一般來說大於5個sigma（誤差少於350萬分之一）才算是發現。去年底，CERN的科學家就公佈，希格斯玻色子質量介乎115至130GeV/c2（衡量粒子質量單位）之間的可能性，有2.4個sigma，意即準確度達98%，但仍未達到5個sigma的科學認證水平。

直至今年7月4日，CERN兩組獨立研究隊ATLAS和CMS公佈實驗結果，指希格斯玻色子質量在125至126GeV/c2（相當於光子質量逾130倍）的可能性，達到4.9至5個sigma。5個sigma意即實驗出錯機會小於350萬分之一（即準確度達99.99998%）。即使只以4.9個sigma而論，這數字意味，實驗搞錯的機會率只有0.00006%。

意義如60年代登月計劃

有科學家將今次發現，與1960年代的阿波羅登月計劃相提並論。根據學術性的講法，科學家只是找到與希格斯玻色子“性質一致”的新粒子，要確定“新粒子”就是希格斯玻色子，還需要更多實驗數據，但CERN秘書長霍爾（Rolf Heuer）直言：“作為普通人，我會說已經找到（希格斯玻色子）。”根據“標準模型”預測，希格斯玻色子只能在短時間內保持完整，之後會衰變為不同粒子。專家會透過更多強子對撞機實驗，研究這些變化是否符合“標準模型”中的希格斯玻色子假設。

霍金輸百美元賭注
希格斯諾獎在望

對於CERN發現希格斯玻色子，英國著名物理學家霍金7月4日形容，這是一個重大成就，“希格斯應獲諾貝爾”，“但這有點可惜，因為物理學的大突破，往往來自一些給我們帶來意想不到結果的實驗。但我似乎賭輸了100美元”。

上帝粒子論文曾遭退貨

霍金2008年曾押注100美元，跟人打賭歐洲強子對撞器（LHC）找不到希格斯玻色子，還說“如果沒發現它，會更令人興奮，那就表示（現有物理學理論）某些地方出了錯，必須重新思考”。霍金這番話惹來希格斯不悅，反批霍金研究“做得不夠好”，“他把粒子物理學的理論與重力學扯在一起，沒有任何一位理論學派粒子物理學家會認為這是正確的。”

1964年7月16日，希格斯在愛丁堡大學的圖書館，閱讀一篇與他的觀點完全不同的文章，一種想法“開始產生”。幾天後，他回到辦公室，關於粒子如何獲得質量的理論，已在腦中成形。之後兩週，他開始撰寫兩篇有關希格斯玻色子的論文，它們後來成了現代粒子物理學的基礎，但諷刺的是，當年他的論文，卻被設在CERN的《歐洲物理學快報》編輯退回，經修改過後，才獲美國《物理評論通訊》採用。

爭尋“上帝”
歐捷足先登挫美

質量是物體中含有多少物質的度量，如果沒有質量，構成現有物體的基本粒子，都將以光速移動，宇宙間的物質就不能凝聚起來。這就是科學家一直希望印證希格斯玻色子存在的原因。尋找希格斯玻色子的唯一方法，就是運用大型強子對撞機，把兩個質子束加速到接近光速，相互對撞，從而撞出只有在極高能量狀態下才能產生的基本粒子。擁有這種強大儀器，目前就只有歐洲和美國。

質子接近光速對撞

歐美在尋找“上帝粒子”的競賽中，一直希望搶先對手，在實驗中達到5個sigma的“發現”級準確度。在CERN公佈結果前夕，美國能源部屬下的費米國家加速器實驗室亦宣佈，他們的最新數據“強烈表明”希格斯玻色子的存在，但仍未達到5個sigma的級數。

粒子物理學領域，美國與歐洲一直互有領先，競爭如此激烈，皆因這關乎美國和歐洲的科學權威，若美國科學家搶先發現希格斯玻色子，將會為其近代科學領域取得的主要成就，畫上完美句號。若被歐洲捷足先登，將被視為對美國的一次打擊。CERN在1980年代準備籌建大型強子對撞機（LHC）時，就把證實“上帝粒子”存在視為奮鬥目標，在LHC在2010年啟用前，美國費米的Tevatron一直是全球最強大的對撞機，惟最後始終敗在歐方手上。（香港明報）