两名“上帝粒子”预言者获诺贝尔物理学奖
原标题:49年前的预测 去年终于得到证实 “上帝粒子”预言者获物理学诺奖 大型强子对撞机“我从没想到在我有生之年能够看到这一切(实验发现希格斯玻色子),真是难以置信。” ——诺奖得主彼得·希格斯 “这
原标题:49年前的预测 去年终于得到证实 “上帝粒子”预言者获物理学诺奖 大型强子对撞机
“我从没想到在我有生之年能够看到这一切(实验发现希格斯玻色子),真是难以置信。”
——诺奖得主彼得·希格斯
“这个重要的发现应该能为希格斯赢得诺贝尔奖。”
——英国科学家史蒂芬·霍金2012年表示。
据新华社电瑞典皇家科学院8日宣布,将2013年诺贝尔物理学奖授予比利时物理学家弗朗索瓦·恩格勒特和英国物理学家彼得·希格斯,以表彰他们描述了粒子物理学的标准模型,并成功预测希格斯玻色子的存在。
推迟1小时公布
瑞典皇家科学院常任秘书诺尔马克于当地时间12时45分(北京时间18时45分)在皇家科学院会议厅用瑞典语和英语宣读了获奖者名单及其获奖成就。他表示, 两位科学家描述了粒子物理学的标准模型,其预测的基本粒子——希格斯玻色子,不久前被欧洲核子研究中心运行的大型强子对撞机通过实验发现。获奖科学家提出的理论解释了粒子如何获得质量,有助于人类了解亚原子粒子质量的起源。
科学院宣布这项结果时反常地比预期推迟一小时,但没有立即解释原因,只是在原定宣布时间发布“推特”信息称“仍在开会”。诺尔马克说,科学院当天试图联系希格斯,但“我们尝试的所有电话号码他都没有应答”。但他没有说,这是否是推迟宣布结果的原因。
48年后预言得到验证
1964年,恩格勒特与已故的同事罗伯特·布鲁特提出了标准粒子模型理论,希格斯也于同年提出一种粒子场的存在,预言一种能吸引其他粒子进而产生质量的玻色子的存在,即希格斯玻色子。
标准粒子模型理论中共预言了62种基本粒子的存在,希格斯玻色子正是该理论依赖的基石。作为物质的质量之源,希格斯玻色子连接着粒子获得质量的领域。没有希格斯玻色子,宇宙和人类就不会存在,因为其他粒子正是在希格斯玻色子构成的“海洋”中游弋,受其作用产生惯性,最终才有了质量。
标准粒子模型理论提出后,其他61种粒子相继被实验所证实,只有希格斯玻色子难觅踪影。过去数十年中,无数全球顶级科学家苦苦捕捉着这一“上帝粒子”的存在证据。
欧洲核子研究中心2012年7月4日宣布,该中心的两个强子对撞实验项目——ATLAS和CMS项目发现了同一种新粒子,它的许多特征与希格斯玻色子一致。随后该中心于今年3月14日称,更多数据分析表明“它就是希格斯玻色子”。
欧洲核子研究中心主任罗尔夫·霍伊尔表示,发现希格斯玻色子标志着全世界众多研究者数十年来智力努力的高峰。
获奖感言:感觉非常好
在得知自己获奖的消息后,80岁的恩格勒特在现场电话连线中表达了喜悦之情,他说:“我感觉非常好!十分高兴能够获奖!”
作为英国爱丁堡大学的名誉教授,84岁的希格斯通过该大学发表声明说,希望他的获奖能让人们更加重视那些“看似没有什么实际价值”的基础研究。
恩格勒特和希格斯将平分800万瑞典克朗(约合120万美元)的诺贝尔物理学奖奖金。接下来的几天里,诺贝尔化学奖等其他奖项将逐一揭晓。
追寻“上帝粒子”
华师团队立功
2012年7月4日,欧洲核子研究中心(CERN)的科学家在瑞士日内瓦召开新闻发布会,表示他们发现了疑似“上帝粒子”希格斯粒子。这场寻找“上帝粒子”科学实验活动,涉及到几十个国家和几百所大学,华中师范大学团队也参与其中。
欧洲大型强子对撞机(LHC)发现疑似“上帝粒子”的过程,渗透着“中国元素”:中国提供经费和参与科研人员所占比例在1%~2%,中国科学家在探测器建造、物理分析等工作中发挥了重要作用。华中师范大学粒子物理研究组教授陈绍龙称,大型强子对撞机周围共有四部探测器:ALICE、CMS、ATLAS及LHCb。华中师大粒子物理研究所是ALICE探测器实验的中方牵头单位,研究所副所长周代翠是中方联系人。
ALICE探测器主要进行核-核碰撞,将夸克从强子中撞出来。ALICE研究组里的1300多名研究人员中,有15人是华中师大的老师与学生。华师物理学院团队利用自己的学科优势,专门为探测器研发了前端电子学主板,组成光子谱仪(一种读数系统,用于将实验中的光子信号转化成数据)。
在华师夸克与轻子物理教育部重点实验室里,摆放着几块杂志大小的电路板,电路板上印着英文字母CCNU(华中师范大学英文简称)。而它们的400个“同伴”,已被安放在欧洲大型强子对撞机的探测器上了。
“基础科学看起来深奥,但极其重要。”陈绍龙解释道,粒子物理是研究自然界物质最基本组成和相互作用的学科。粒子物理领域有个非常成熟的理论,即“标准模型” 理论,它描述了自然界的基本粒子组成和除引力之外的相互作用,通过它让人类可以更好地“读懂”自然界。而“上帝粒子”是这个模型理论中最后被发现的一个基本粒子,“上帝粒子”从被预言到被实验证实,让“标准模型”理论变得更完善、完整。
大型强子对撞机
欧洲大型强子对撞机位于瑞士、法国边境的地下100米深的环形隧道中,全长26.659公里,价值100亿美元。数以千计科研人员进行了数以万亿计碰撞的实验。大型强子对撞机制造模拟宇宙大爆炸之后第1万亿分之一秒和2万亿分之一秒之间的能量。每1万亿次碰撞,才能产生一个“希格斯玻色子”。
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