发现“上帝粒子”：中国人的贡献不止1%

“我们现在的发现看上去也许很遥远，但对未来生活的影响不可估量”

7月4日这天的全球视频发布会一开始，欧洲原子研究中心主任，一位花白胡子老爷爷，就“卖了个萌”。

“今天是一个非常特殊的日子！第一次举行跨大洲的高能物理视频会议！”他对全世界的顶级物理学家表示，将要介绍一个特殊粒子的数据。但是他说，自己忘记这个粒子叫什么了。

“上帝粒子！”电脑前，好多中国科普爱好者不约而同叫了出来。大家都是因为“希格斯—玻色子”而守候在屏幕前——它被认为是宇宙形成的关键，给予几乎所有其他粒子质量。

换句话说，质子、粒子的源头都是它。如果一直无法找到“希格斯—玻色子”，物理课本就是一本“假设教材”。

为了寻找“希格斯-玻色子”，过去两年里，全世界有数十万台计算机在运行欧洲大型强子对撞机产生的数据。其中，就包括位于北京的数据处理系统。

中国人也承担了欧洲大型强子对撞机的建造。在核心的CMS探测器中，有五分之一是由中国团队制造并安装的。

“从资金上讲，我们承担了CMS经费的1%。”中科院高能物理研究所研究员、CMS中国组负责人陈国明对《瞭望东方周刊》解释说。CMS是大型强子对撞机中专门用来寻找“上帝粒子”的仪器。此外中国科学家还参与了其他部分的研究和建设。

令陈国明自豪的是，他的团队创造了新的分析方法，使寻找“希格斯—玻色子”的灵敏度提高了30%，“到去年，美国麻省理工学院的一个组又在我们研究的基础上，将灵敏度提高了10%。”

人类寻找“上帝粒子”的努力迈出了一大步，而中国在这条征途上还需要加紧追赶。

我们对宇宙的理解将要改变

对于这场关于“上帝粒子”的发布会，英文推特上的一段对话大概能代表绝大多数人的心声：“我完全不知道他们在说什么。”“嘿，有几个词我好像认识！”

即使到最后，欧洲原子研究中心主任公布的结论也让不少人一头雾水：“我们发现了一个粒子，和已知的SM相符合。”

SM就是“标准模型”，在1967年由物理学家温伯格提出。他认为，一切物体都是由轻子和夸克这两大类基本而不可再分的粒子构成。“标准模型”理论在1979年获得诺贝尔奖。

目前，它预言的61种基本粒子已有60种被发现，只有“希格斯—玻色子”除外。而如果无法找到“希格斯—玻色子”，“标准模型”就无法完全验证，物理学的基础就存在疑问。

“希格斯—玻色子”的存在是由英国理论物理学家彼得.希格斯与其他五名科学家在1964年预言的。他们在7月4日这天一同来到现场，迎接欢呼和掌声。83岁高龄的希格斯说，“我从未想过能在有生之年等到结果。”

不过，科学家们仍然无比谨慎。隶属于欧洲原子研究中心的欧洲大型强子对撞机中有4个探测器—— LHCb、ALICE、CMS、ATLAS。其中CMS专门用来寻找“希格斯-玻色子”，ATLAS用来寻找新的物理学迹象，都是最为核心的装置。其他两个和“上帝粒子”关系不大。

CMS的发言人讲了寻找“希格斯—玻色子”的过程：先观测到某些粒子衰变之后产生的光子等其他粒子，反推这些光子会不会是大型强子对撞机中粒子碰撞产生的“上帝粒子”衰变而来的。

最后，发言人说，研究达到5个标准误差，即99.99994% 的可信度，全场猛烈鼓掌。但这位绅士装束的中年人的确没有说发现了什么。

5个标准误差在粒子研究领域就代表着“发现”。几个月前，美国费米国家实验室也宣布发现了“希格斯—玻色子”，但并没有达到这一标准误差水平。

其实在此之前，人们只知道“上帝粒子”的长度：十亿分之一米，再除以100万。但是科学家现在可以宣布，“新粒子”的质量是氢原子核的 133 倍左右。

最终，欧洲原子研究中心发布说：“我们观测到一个粒子，与一个‘希格斯-玻色子’相符，但不确定是哪一个玻色子。”

科普网站“果壳网”解释说：“有个东西，看起来像大象，听起来像大象，摸起来也像大象，但我就是不知道它是不是大象。”

无论如何，欧洲原子研究中心这个全世界最严肃的科学研究机构在官方主页断言：“我们对宇宙的理解，将要改变！”