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半个世纪后的大奖:2013年诺贝尔物理奖介绍
热度 10 fouyang 2015-1-21 07:58
上个世纪中叶,是物理学的黄金时期之一。四十年代后期,费曼等人发明了重整化技术,首次为量子电动力学提供了实用的计算工具,电磁力成为了人们在量子层次上了解的第一种自然相互作用。从那以后短短二十多年,到七十年代初 “标准模型”问世。它涵盖了自然界四种相互作用中的三种:电磁相互作用,弱相互作用和强相互作用。标准模型奠定了基本粒子物理的框架。它所应用的场论方法也在其它物理领域做出了重大贡献。相比于之后的四十年,那二十多年物理学的进展真可说是“沧海桑田”。直到今天,诺贝尔奖中还有很多那个时代的成果。 2013年的诺贝尔物理奖,表彰的就是那个年代的一个重要工作: BEH 机制(又称希格斯机制)。 在量子电动力学确立后,人们就自然把眼光投向主宰原子核以及更小尺度的弱相互作用和强相互作用,希望用同样的场论工具去了解这两种自然力。不仅如此,人们还希望这个新理论不仅能解释相互作用,还能给当时看来杂乱无章的基本粒子家族带来一个和谐的结构。 当然,要解释已知的自然现象,有很多理论的选项。但物理学家有着独特的“品味”,给这些理论加上了种种限制。其中最重要的有两个。一个是必须可重整化,否则现有的大量物理和数学工具都无用武之地。(今天,量子引力理论的一个大困难也是重整化。)另一个是必须满足某些对称性,如与相对论有关的洛伦茨对称,导致电荷守恒的规范对称,以及电荷,时间和宇称反演的 CPT 对称等。不满足对称性的理论不一定就错,但它挑战了已有的物理图景,所以必须有非常强的实验证据才能被接受(杨振宁,李政道发展的宇称守恒破缺理论就是一个例子)。对物理学家来说,同样能解释实验结果的理论中,对称性越强的就越优美。(重整化是一个相当特别的数学概念,这里提过就算。关于对称,守恒和下面将要讲到的对称破缺,请见文末所引的2008年诺贝尔物理奖介绍文章。) 到了六十年代初,有两个新理论给人们带来了希望。一个是2008年得了诺贝尔奖的对称破缺理论。南部( YoichiroNambu )和戈德斯通( JeffreyGoldstone )指出,如果一个场的自相互作用满足一些很普遍的性质,那么它的基态就不是一无所有,而是因为对称破缺而有一些粒子存在,称为戈德斯通玻色子。(玻色子是自旋为整数的一类基本粒子,它的特性在本文中无关紧要。)另一个工具是杨振宁( ChenNing Yang )和米尔斯( RobertMills )在五十年代发展的杨-米尔斯场理论。它引入了一种更为复杂的对称性(称为规范对称,但比上面说的电荷守恒的规范更加一般化),从而有希望产生更多的粒子来重现基本粒子的家族。看来,通过这些理论应该能建立关于核子和基本粒子的模型了。 但是这其中有个非常重大的困难。根据量子理论,相互作用的“场”都有对应的“介质”粒子。例如,电磁场对应的粒子是光子。上面说的两种理论,其对应的粒子中都有质量为零的成员。特别是杨-米尔斯理论中,规范对称性要求所有粒子的质量都为零。但是,质量为零的粒子对应的场是长距的,也就是其强度随距离的平方而衰减。例如,光子质量为零,而对应的电磁场就是长距的(引力也是)。但核子世界中的强,弱相互作用都是短距的(也就是强度随距离衰减得非常快),所以不应该有质量为零的粒子产生。这个“零质量”粒子问题,成了这两个理论的克星。 柳暗花明又一村。兼通粒子物理和凝聚态物理的大师安德森( Philip Anderson )提出了一个直觉:把这两种理论结合起来,那些零质量粒子会相互抵消。这个直觉在1964年被三篇几乎同时发表的论文证实了。如果在杨-米尔斯场和戈德斯通场之间引入一个相互作用,那两个零质量的粒子就会结合成一个有质量的粒子。再加上其它本来就有的有质量粒子。这样,解决那些短距作用就有希望了。这就是所谓的 BEH 机制(或称希格斯机制)。 与许多开创性的物理工作一样,最初的论文用的是一个很简单体系来阐述这个理论,以便直接触及问题的精髓。在得到了“在规范守恒前提下赋予粒子质量”这个核心成果后,人们就把同样的思路用于更为复杂的场论体系,来描述现实的基本粒子体系。没过几年,基于 BEH 机制的“弱,电统一理论”就建立了。弱电统一理论包含了杨-米尔斯规范场和希格斯场(类似于上面说到的戈德斯通场)。在低能状态下,通过对称破缺,以及规范场与希格斯场的相互作用,原来规范场中没有质量的四个粒子变成了一个无质量的玻色子-光子(对应于电磁场)和三个有质量的玻色子- W+,W- 和 Z (对应于弱相互作用)。在此基础上再加上同时发展起来的描写强作用的量子色动力学,最终导致了七十年代初“标准模型”的建立,从而将电磁相互作用,和弱相互作用和强相互作用都统一到了同一个理论之中。 提出这个“质量产生机制”的三篇论文中的一篇的作者是在比利时的恩格勒( F. Englert )和布罗特( R.Brout ),后者已逝世。另一篇的作者是在苏格兰的希格斯( P.Higgs )。2013年诺贝尔物理奖就由恩格勒与希格斯分享了。还有一篇论文的三个作者虽然与诺贝尔奖“擦肩而过”,但在同行中还是得到广泛承认的。这种两个场相互作用的机制常被称为“希格斯机制”,也被称为以三位作者命名的 BEH 机制或以六位作者命名的 EBHGHK 机制。2010年(希格斯粒子被证实之前),美国物理学会表彰高能物理学家的樱井奖( J.J.Sakurai Prize )颁发给了这六位物理学家。 当年,希格斯的论文首先投到了欧洲的《物理通信》杂志,却被退稿,理由是“与物理关系不大”。于是他修改了一下然后投到了美国的《物理评论通信》。为了增加“物理含量”,他明确点出了这个理论的一个预言:希格斯粒子。这次,论文很快就被接受发表了。于是“希格斯粒子”就这样诞生了。希格斯粒子并非这个理论的中心。它只是一个副产品,是戈德斯通场那个无质量粒子被“吞并”后,留下的另一个有质量的粒子。 标准模型建立以后,它所预言的基本粒子在高能物理实验中相继现身,各种参数和细节也都与理论相符。所以标准模型的正确性至今已经基本没有异议了。而希格斯粒子则成了这个模型中最后一个未经实验证实的部分。在标准模型中,希格斯粒子也可算是个“异数”:它是唯一一个自旋为零的粒子(称为标量粒子)。而且它的质量是一个“自由参数”,不能从其它物理参数中推导出来。有不少粒子物理学家不完全相信 BEH 机制,而希望找到新的物理原理来解释质量的来源。所以希格斯粒子的发现,最终证明了 BEH 机制的正确,给标准模型的实验证明画上了一个句号。 这次发现希格斯粒子的大型强子对撞机( LHC ),从上世纪八十年代就开始计划了。经过近三十年的设计和建造(期间美国还搞了个半途而废的超导超大型对撞机 SSC ),这个耗资约八十亿美元(不含运行费用)的巨无霸终于在2010年开始物理测量。2011年,在 LHC 上开始了寻找希格斯粒子的努力。经过一年多的数据积累,两个研究团队在2012年7月宣布发现了希格斯粒子。其实,寻找希格斯粒子的努力在 LHC 运行之前已经进行了很久了。由于无法在理论上预计它的质量,寻找希格斯粒子比“大海捞针”还要困难千百倍。经过很多年的努力,人们逐渐缩小了它的质量的可能范围。这才给 LHC 的“临门一脚”创造了条件。 找到希格斯粒子,可算是给 BEH 机制和标准模型的最终认定。但它同时也开创了好几个新的研究领域。首先,希格斯粒子的质量揭示了关于标准模型中戈德斯通场的强度。如果这个强度太低,我们的宇宙就不稳定,有可能因为偶然涨落而灾变。按照测量到的质量推算,这种灾变的确有可能发生,但几率非常小(大概每10的100次方年发生一次,而目前宇宙的“年龄”只有10的10次方年)。所以也许是我们至今运气还不是太坏,也许是有目前未知的物理机制保障了宇宙的稳定。 “暗物质”是宇宙学和基本粒子研究的另一个热点。在宇宙中,暗物质的量是我们熟知的“平常物质”的五倍多(还有一大半是暗能量,这里暂且不表)。但是除了它的引力效应外,暗物质却是看不见摸不着的,因为它似乎与“平常物质”没有相互作用。目前有几种理论,预言某些基本粒子会与暗物质相互作用。但实验上至今未能找到证据,使得这种可能性越来越小。于是,希格斯粒子可说是唯一的希望了。据推测,也许未来几年就有足够数据来探测这种相互作用,从而检验目前的某些暗物质理论了。 虽然 BEH 机制早已得到证实而且成为基本粒子理论的基石,它的发明人却要等半个世纪,到了希格斯粒子“现身”以后才能得到诺贝尔奖。在诺贝尔委员会的官方科学介绍中,几乎一半的篇幅是关于寻找希格斯粒子的实验努力,特别是 LHC 的实验工作,虽然那两个几千人的实验团队并未得奖。不管怎样,希格斯粒子的发现使得当今最宏大的物理设备 LHC 显得物有所值(当然它也支持很多其它重要的研究项目,包括超越标准模型的探索)。 虽然标准模型是物理研究中的一个划时代成就,但它显然不是终结的物理理论。一个最重要,也是最显然的弱点是它不能包括万有引力理论。这是个困扰了理论物理学家半个多世纪的问题,至今大家还在摸索之中。除此之外,标准模型也不能自然地解释中微子为何有质量,为何有暗物质等一些问题。另外,标准模型中要求自然界存在一些非常精巧的平衡,也就是说有些自然参数的数值如果变化一点点,我们的世界就会大不一样。在物理学家看来,这种“巧合”背后很可能有更深的自然规律。而这种“精巧平衡”的一个表现,就是希格斯粒子的质量是如此之小(虽然它在标准模型中已经是最重的了)。 所以,希格斯粒子既是标准模型中最后被发现的成员,也很有希望成为标准模型以外的物理现象(例如前面说到的暗物质问题)的探针。详细研究希格斯粒子不仅有助于完善标准模型,也是跨出标准模型,寻找新的物理理论的重要一步。为此,我们就需要更强大的加速器。 LHC 即将进行升级增加亮度和能量,以便更精确地测量希格斯粒子的参数。 LHC 的所在地欧洲核子研究中心( CERN )正在研究计划一个80到100公里轨道周长的“未来环形对撞机”( FutureCircular Collider )。它的第一步是一千二百亿电子伏的正负电子对撞机( LHC 是正负质子对撞),其主要功能就是进一步研究希格斯粒子。对于研究希格斯粒子这个目的,电子对撞要比质子对撞更容易精确控制,背景噪声也更少。 FCC 的下一步是升级到一百万亿电子伏的质子对撞(比 HLC 的十四万亿电子伏高出一个数量级),以便检验试图包含引力的“超对称”理论的一些预言。中国也在筹划一个类似的计划。 然而,在这兴奋的时候,我们也要认识到,在加速器越来越昂贵而研究经费越来越紧张的今天,用加速器实验这种“大军团作战”的方式来验证基本粒子理论的做法恐怕是难以持久了。基本粒子理论和宇宙学要继续发展,也许需要走出一条新路来。 参考文章: “ The BEH-Mechanism, Interactions with Short Range Forcesand Scalar Particles - Scientific Background on the Nobel Prize in Physics 2013” http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2013/advanced-physicsprize2013.pdf “2013 Nobel Prize in Physics” http://www.aps.org/publications/apsnews/updates/nobel13.cfm “The future of the Higgs boson” http://scitation.aip.org/content/aip/magazine/physicstoday/article/66/12/10.1063/PT.3.2212 有关博文: 衔接量子与经典物理:2012年物理诺贝尔奖介绍 http://blog.sciencenet.cn/blog-309766-683773.html 谈谈 2011 年物理诺贝尔奖:成功的道路很多条 http://blog.sciencenet.cn/blog-309766-537920.html 石墨烯的传奇: 2010 年诺贝尔物理奖介绍 http://blog.sciencenet.cn/blog-309766-423262.html 诺贝尔物理奖介绍 2009: 闲谈 CCD http://blog.creaders.net/fouyang/user_blog_diary.php?did=55767 http://blog.sciencenet.cn/blog-309766-296228.html 诺贝尔物理奖介绍 2009: 闲谈光纤 http://blog.sciencenet.cn/blog-309766-291771.html1 对称破缺之美: 2008 年物理诺贝尔奖工作介绍 http://blog.sciencenet.cn/blog-309766-488650.html 诺贝尔物理奖介绍 2007 :巨磁阻和自旋电子学 http://blog.sciencenet.cn/blog-309766-390041.html
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扬州慢·上帝粒子
热度 3 kongmoon 2014-9-26 20:14
奇点无常,一朝霹雳,太初混沌开疆。 见芸芸粒子,尽野马脱缰。 指天问、尘行光速,谁搴制动,微粒重镶? 预言中,行踪飘渺,名号铿锵。 漫弥宇宙,场铺开、质量津梁。 叹觅觅寻寻,琵琶遮面,无处端详。 半百蓦然回首,双强子、撞破铜墙。 见面纱揭盖,惊瞻万物红娘。   瑞典皇家科学院于2013年10月8日北京时间18:45分,授予弗朗索瓦·恩格勒(François Englert)和彼得·希格斯(Peter W. Higgs)诺贝尔物理学奖,获奖原因是他们提出了希格斯机制,即一种能引起万物质量的粒子——希格斯玻色子,俗称上帝粒子。   大家公认,我们的宇宙起源于138亿年前的一个奇点发生大爆炸,奇点是一个质量无穷大,体积无穷小的东西,里面一切物理定律都失效,所以如果问起爆炸前是什么,或为什么要爆炸等大爆炸前的问题,科学家就会跟你说这些问题不是科学问题,呵呵,是不是有点无赖?但事实确实如此,一切科学体系都是在大爆炸后才有意义的。   宇宙大爆炸之初形成的各种粒子以光速四处散开,根本没有机会形成物质,因为根据爱因斯坦的相对论,以光速运动的微粒是没有质量的,例如光子就没有静止质量。是什么东西让各种粒子减速,让它们有机会组成我们的物质世界呢?英国爱丁堡大学的物理学家希格斯于1964年最先提出一种理论,宇宙间弥漫着一种希格斯玻色子,形成一个看不见的场,各种高速运动的粒子在场中减速,就像我们在水里游泳的时候感受到水的阻力一样。减速后粒子获得了质量,从而各种粒子有机会结合在一起,如中子和质子形成原子核,再加上电子就形成了万物之母——原子,也就是说上帝粒子是各种微粒的红娘。   希格斯的预言能解释很多问题,也符合实验的观测。所以自从1964年提出上帝粒子假说后,人类一直在苦苦寻觅这种粒子,30年间,标准模型所预言的62种粒子除了它全部都找到了,就它不肯现身,所以人们给它起了一个名字——上帝粒子。根据标准模型,科学家将基本粒子分为强子(如质子、中子等)、轻子(如电子)和传播子(如上帝粒子)三类,在日内瓦地下长约27公里的强子对撞机(Large Hadron Collider,LHC),将强子加速到光速的99.9999999%,在27公里的隧道中相撞,强子撞碎后会产生更小的其他粒子,通过探测器最终在2012年7月4日发现了疑是上帝粒子的踪迹,2013年3月被最终证实。经过近50年的众里寻他,蓦然回首,上帝粒子终于找到了!
个人分类: 物理|2876 次阅读|5 个评论
科普武侠小说: 希格斯玻色子
热度 15 陈学雷 2013-10-21 00:41
上周六回北大去参加了北大物理百年庆典活动。虽已毕业多年,但心中一直感谢母校的培养,可惜这次因为现场人太多,而我那天又有事,大会之后就匆匆离去,未能找到往日理论物理专业的老师们。记得当年导师首次让我做的小题目,就是计算希格斯玻色子的双光子衰变。 虽然当时并未沿着这一题目深入做下去,后来我也从粒子物理转向了宇宙学,但当时所受的训练,还是让我收益终身。贴一篇自创的科普武侠小说,以资纪念。学识浅陋、文笔拙劣,尚乞识者勿笑。 秋风萧瑟,落叶纷纷。苛岩山下,几位少年行色匆匆,正向着山中急进。看着天色渐晚,为首的晗女侠对众人道,“这苛岩山爬起来极费功夫,今天天色已晚,恐怕走不了多远了,我们不如早点找店住下,听说今晚诺家堡又要公布年度大奖,也好看看热闹”,众人齐声赞同。 当年诺贝尔老堡主发明了黄色炸药这一利器,名震天下,获利极多,但到了晚年,觉得此物杀伤生灵,罪过不少,于是乃以平生所积之财,设下五项大奖,一项奖励人类和平,一项奖励文学,这二者此处不提,这里单说,另外三项奖,却是专门奖励攀登这苛岩山的三座主峰的:这便是物理峰,化学峰,生物与医学峰。话说这几座峰,云笼雾罩,不知其高究竟几许,但每上得一层,往往便能取回若干宝物,拿回世间,颇有裨益。但这几座山极为险峻,山中云雾茫茫,歧路纷纷,又有许多关口,哪怕要上一层也极为不易。无数英雄在其间探索攀爬,但能成功找出新路,向上进一层者亦寥寥无几。 却说众少年在山脚下住下,便来到旁边一间茶馆,但见其内早已十分热闹,几乎已座满了,客人们也正在议论今年的大奖将给予何人。一位茶博士,一边将几位少年让进来点茶,一边议论到,“各位想是也对登这苛岩山感兴趣的?看各位行色,似乎还是初入此山,尚未深入?那么多来小店坐坐,必有收益。比方说今年的物理桂冠吧,一定有希格斯大侠,小的敢与众位打赌”。少年中一位绰号愣头青的问到“你莫非到山上看过,否则何以知道?”。茶博士笑道,“小的哪有那个本事?他们攀登这几座山的朋友,时不时下来到此坐坐,小的因此也略有所闻。这位希大侠,好象当年指明了一条进山之路,已有几位大侠,沿着他说的这条路上去,得了好几个奖。这几年,就剩下最后一关,极为难攻,我听说为破此关,那物理界第一大帮色恩(CERN)帮,专门造了一台攻关的机器,叫做大型强子对撞机(LHC),据说建机器并运转它的就有来自一百多个国家的几万大侠,已用了75亿欧元,不算之前设计,光建造就用了十年。然后运行了几年,现在听说终于找到了一样神物,希格斯玻色子,有人说这就是上帝粒子。你想这得多大的场面?这要不获奖,还有谁能获奖?” “那也未必吧?获奖与否,难道是比规模、赛场面?”少年中一位叫独行小侠的颇不以为然地连连摇头。“不然”,茶博士听有人反驳他,并不生气,“若是这希大侠的学说不重要,不能在物理峰上大大地上进一层,难道那上百个国家都会派一流高手们来参加这一战?人家几万大侠肯花十几年在此建这LHC,必是这其中隐藏着极大的秘密,一旦突破,定有大功”。 晗女侠点点头,对几个同伴说,这茶博士说得倒也有理,只是不知这希大侠当年的英雄事迹到底如何?难道真有什么“上帝粒子”?众人因不曾到那物理高山上去过,都是一头雾水,面面相觑。正在此时,门帘一挑,外面又进来几人,似是刚从山上下来,其中一位中年人,看他带的兵器,似是从物理峰上下来的。几个少年连忙询问,果不其然,便热情地腾出座位请来人坐下,叽叽喳喳问起来。 原来此人叫做天叔,他见有地可坐,拿起一杯热茶,呷了一口,叹道,“要说希大侠他们当年的事迹,我也只是耳闻,不过我倒是曾到他们当年激战的那几个关口去看过,就给你们讲讲吧。话说这攀登物理一峰,破关之诀在于弄明白事物运动与作用之理。你们一路走上来到此处,也穿过了好几个往年激战过的关口,有没有注意到路上往年破关的痕迹?” 愣头青道,“我记得走过一关,乃是牛顿老英雄创立力学之处,虽然那路不难认,但爬起来也是极费体力,崖边刻着F=ma”。天叔点点头,“牛大侠当年攻破了这第一关,引入了质量、力这些基本概念,居功厥伟”。 晗女侠道,“后来又经过电磁学一关,不过也没太仔细看,只记得上面大书光乃电磁波也”。天叔又点头道,“是,当年攻这一关出过许多英雄,不过其中最有名的还是法拉第和麦克斯韦两位大侠,创立了电磁场的概念。牛顿的力,到了他们手里,得到更深一层的解释,其实两个电荷之间的力,实是一个电荷影响周边的电磁场,这电磁场又影响那另一电荷。” 独行小侠道,“再往后还有那相对论和量子力学两关,那里山路极难辨认,我们虽经过了,但究竟如何过的,实在还不太明白。只记得量子力学那关口上刻着什么波粒二象性,又有什么测不准原理”,天叔点头道,“对,按照波粒二象性,场的波动其实就等价于粒子,而粒子也等价于波,所以电磁场的波动也就等于电磁场的粒子,这就是我们所说的光子,所以也可以说,传递电磁力的乃是光子”。 天叔向门外一指道,“你们前面虽经了许多辛苦上来,但后面的路想必尚未经过。由此再向物理峰上去,要到希大侠当年的战场上去,还要先过一关,叫做量子电动力学。当年突破了量子力学之后,便想着将电磁场也量子化。” 愣头青道,“这有何难?前面既已破了量子力学这一关,把量子力学那套东西往麦克斯韦电磁场理论上一套不就成了?”天叔嘿嘿一笑,“大家最初本是这样想的,哪想到一试之下,计算的结果都成了无限大”。众少年瞪大了眼睛,“这是为何?”天叔道:“当时的高手们分析,可能咱们这已有的电磁理论,还不是最终的理论,而只是一种能量比较低时的近似,到了高能量时便不准了,而考虑了量子效应以后,高能、低能都混在一起,就出现了无限大。因此施温格、费曼、朝永等几位大高手,仔细琢磨,发现那几个无限大来自能量极高之时,且形式有一定规律性,因此发展了一套方法,叫做重整化,可以将这无限大消去,对于一般能量的情形,可以算得有限的结果,与实验一比,也甚是精确,这才权且应付过去”。 晗女侠问到,“过了这一关,终于该讲到希大侠了吧?” 天叔摇摇头道,“冲破这一关后,当时人们却有点不知道该向何处走了。那时刚刚发现了许多形形色色的新粒子,也大概知道,粒子之间除了电磁力和万有引力外,还存在另外两种相互作用距离很短的力,按其强弱,分别称为强相互作用和弱相互作用,但一时之间,还不知究竟如何从中理出头绪。比如,费米大侠功力极深,他曾归纳总结了关于弱相互作用的无数实验,建立了一套描述弱相互作用的理论,用来描述这些实验还不错,却先天不足,无法重整化”。“那可怎么办?”几位少年一起问到。 天叔又喝了口茶,微微一笑道,“那时却出了一位天才少年,就是杨振宁大侠,面对纷纷乱象,潜心思索,觉得这新的量子场论,不能靠瞎凑,而必须是从一种基本原理出发。然而这基本原理究竟是什么呢?他思之既久,乃忽然领悟应是一种对称性。比如这电磁场,我们以往均将其视为一种基本概念,但其实可以从一种对称性,导出这一概念。” 几位少年一起问到,“这却是怎么一回事”?天叔道,“所谓对称性,可以这样说,就是我可以对系统做某些改变,而不会有任何影响。比如,所谓旋转对称性,就是我可以随意转动我的坐标轴的方向,我的坐标仍可使用,物理定律也没什么改变”。众人点点头。“现在我假定一种对称性,可以允许我在空间中不同点处,都可各自随意定义此点上波函数之相位”。 “波函数相位是什么意思?”愣头青茫然问到,独行小侠却还记得,“波函数便是量子力学中,描述粒子位置的几率幅,那波函数既然描述波动,自有波动的相位”。天叔赞许的点点头。 小侠却问道,“但这与电磁场有何关系”?天叔道,“我若要有这样的对称性,能够自由定义各处的相位,如果单有各点的波函数,这是不行的,我一改相位,别的点上和我的相位差就不同了。需有一种补偿方法,能将不同点之间的相位定义相比较。这在数学上称为联络,在空间中便需引入一种物理的场,处处有不同的值,以说明各处相位是如何定义的,如果改变一处相位的定义,那里的联络也要跟着改变,这样就不会影响物理结果。这样的场称为规范场。妙就妙在,这样的一种场的性质,恰恰就是电磁场的性质”。众人闻之,都吃了一惊。 天叔道,“这其中的数学,颇为复杂,这里暂且不表。但如各位接受这一观点,自不难看出,这样一来,这电磁场可视为出于一种规范对称性的要求,而非可以随意引入。”独行小侠道,“电磁场理论早已如此,你就算换了这一种说法,又有何用?”天叔道,“杨大侠当时想,电磁场既可视为对称性之产物,然则强、弱相互作用或许也是如此,他于是与米尔斯大侠一起,构造了一种新的规范场,认为用它或许可以解开强相互作用之谜。”众人齐声赞叹。 晗女侠问到,“那他们成功了吗”?“哪有那么容易。他们这一招刚一出手,就遇到一个大挫折。电磁场有对应的粒子叫做光子,他们假设的这个规范场,也应该有个对应的粒子。粒子可以根据其自旋是整数(0,1,2,...)还是半整数(1/2,3/2,...)分为玻色子和费米子,这种规范场粒子自旋为1,因此称为规范玻色子。杨大侠在报告会上,正讲自己的理论,却不想被资深的老侠客泡利一再质问,这一规范玻色子的质量是什么,杨大侠顿时无语。原来细细考察起来,规范对称性的存在要求这一规范玻色子的(静)质量只能是零。”“这一粒子质量为零有何问题?原来质量为0的粒子可以传播长程力,比如光子质量为0,电磁力便是长程力。而强、弱相互作用都是短程力。再者,质量为0的粒子也很容易在物理过程中产生,而人们在实验中并未见到过这种粒子。因此,杨大侠和米尔斯大侠的理论美则美矣,却与实验不符。”众人闻之,都叹了一口气。 “话虽如此,毕竟这规范场理论非常美妙,因此当时众高手们还是想用它。比如当时初出茅庐,正跟施温格大侠学艺的格拉肖,还有萨拉姆与沃德等大侠,纷纷推广规范场理论,建立了把弱相互作用与电磁相互作用统一起来的电弱相互作用规范场理论,不过他们都人为地硬把这些理论预言的规范玻色子假设成非零质量的。” “那有没有办法让规范玻色子质量不为0?”愣头青又问到。天叔点点头,“当时攀这物理峰的有位南部大侠,他有一个设想是,从根本上说,规范对称性存在,规范玻色子没有质量,但平时却‘自发破缺’了,也就是从表面上看规范对称性不存在”。“那怎么可能”?愣头青问到。“打个比方吧。比如你朝各个方向走本来都可以的,但假如你们几人军训时站成一排,这时每个人两边都站了人,那么你朝两边走的可能性就没有了,只能朝一个方向走。”“我记得经过那电磁场一关时,好象看到磁铁理论与这差不多”,晗女侠道。天叔点头道,“正是。磁铁之中,各分子本来朝向哪边都一样,但相邻的分子同向时能量较低,因此最后所有分子都朝一个方向,形成了一个固定指向,原来的旋转对称性就自发破缺了。” “这位南部大侠,好象前几年已得了诺奖?”茶博士走过来问到。“正是。”天叔答道,“2008年得的。他这自发破缺一招,给后来的突破提供了线索。只要假定有一种场,在真空中取值不为0,就可以实现自发破缺。但这还没完全解决问题,因为有位戈德斯通大侠,发现了一个问题。比如刚才说到军训站队的例子,你在队中,只要不向两侧走而向前走,却不用费什么力气。有个戈德斯通定理,说是你只要自发破坏一种连续对称性,就会出现一个零质量的玻色子,称为戈德斯通玻色子。” “这不糟了?零质量的规范玻色子还没解决,又出来个零质量的戈德斯通玻色子” 独行小侠问到。“正是。”天叔点头。“不过,也有人对戈德斯通定理不以为然。首先是一位安德森大侠,此人专做凝聚态物理,与粒子物理一心想找事物的最小本元不同,凝聚态物理研究的是大量普通的原子在一起时的行为。安德森也是大高手啊,1977年就拿了诺贝尔奖,他此时听说了戈德斯通定理,心下颇不已为然,他熟知在超导的BCS理论中,也发生了自发对称破缺,却并未有什么零质量粒子。因此首先写了一文,论证戈德斯通定理必有漏洞。“不过那时粒子物理学家们一时还不太相信安德森,于是有位吉尔伯特大侠,这时写了篇文章,说是安德森的理论、超导等等都是非相对论的,在满足相对论的情况下情况不同。那时这位吉大侠已准备离开物理峰,改攻化学峰,后来1980年就拿了诺贝尔化学奖。” 天叔冲晗女侠一笑:“咱们等了许久的希格斯大侠终于上场了。他当时读了吉大侠这文章,想起此前曾读过施温格大侠一篇文章,说是规范对称性一定导致规范玻色子质量为0这说法里有漏洞。希格斯大侠反复琢磨,终于找到了漏洞之所在。他先匆匆写了篇文章,投稿之后发表了,接着又想了一个具体的例子,不想这次投稿却被拒了,希大侠不觉好笑,心想你第一篇文章都已接受,现在这第二篇反被拒绝?他乃做些修改,另投一杂志发表”。“这希大侠究竟想了什么办法,破解这戈德斯通定理?”晗女侠问道。 “其实说来也简单,就象南部设想得一样,本来众粒子都没有质量,但因为和这希格斯场相互作用,这希格斯场自发对称破缺,在真空中不为0,于是众粒子都获得了质量。自发破缺本来产生了0质量的戈德斯通玻色子,却恰和0质量的规范玻色子合在一起,变成一个有质量的规范玻色子,这样就破解了戈德斯通定理,规范场又有用武之地了。” 众人听到这里,正在感叹,茶馆中忽然一阵喧嚣,原来今年的诺奖已然宣布,获奖者一是希格斯,另一是昂格勒。“这昂格勒又是何人”?晗女侠问道。“昂格勒和布罗特是另一组当时在物理峰上寻路之人,他们比希大侠还稍早一点点,就发现了这同一窍门,不过希大侠当时也是独立发现的,可惜布老侠已经于2011年仙逝,这诺奖只授予还健在之人,他未能赶上”。 “另外,还有古瑞尔尼克、哈肯、基博斯一组人,比他们这两组都稍晚一点,也找到了这一招。不过诺奖最多给三个人,这几位好汉就没办法了。”“这俺就不明白了”,已沉默了许久的愣头青问道。“虽说诺奖只给三人,但为啥大家之前都只说这希大侠、希大侠,没人提到其他几位?”众人沉默了一时,天叔缓缓道,“这恐怕也是命吧。希格斯的名字比较好念,而且他还预言,那自发对称破缺之后,除了有质量的规范玻色子以外,还剩下另一个有质量的玻色子,后来被大家称为希格斯玻色子,而另几组人都没提到这个粒子。” “他们几人1964年想出这一妙法之后,温伯格大侠1967年用这一方法建立了弱电统一理论,和此前格拉肖、萨拉姆大侠的理论相似,但有了自发对称破缺,他可以预言那些规范玻色子,叫做W粒子和Z粒子的质量。他们这一理论,终于成为粒子物理标准模型的基础。这个电弱理论的一些预言,比如‘中性流’的存在,在70年代得到证实。温大侠、格大侠、萨大侠因此于1979年拿了诺奖。温大侠的论文虽然几个人的论文都引了,但他首先引用希格斯的文章,也使希大侠名声更隆”。 “1972年,有位韦尔特曼大侠和他的徒弟特胡夫特少侠研究温伯格的理论,当时的特少侠真是天纵奇才,竟然证明了温伯格的理论可以重整化。他们两人1999年因此得了诺奖。”“到了80年代,电弱理论中的有质量的规范玻色子W粒子和Z粒子,也都被实验找到了。鲁比亚(Rubia)和范德米尔(Van der Meer)因此获得了1984年的诺奖。” “现在,经过这么多年,温大侠等人的电弱统一理论战无不胜,这么多谜都解开了,这么多关口都突破了,就剩下了希格斯玻色子,迟迟还未现身。这几年LHC终于发现了一种粒子,虽然在极短的时间内就衰变为其它粒子了,但仔细分析,其性质正与那希格斯玻色子一致。因此,希大侠和昂大侠也终于该赢得他们应得的奖励了” 此时茶馆中众人站起来,走出茶馆外欢庆。几位小侠也跟着向外走去,心中不免有几分惆怅:希大侠、昂大侠等人,当年在物理峰上自由驰骋,多么潇洒!如今他们的预言都已证实,还有没有青年一辈的用武之地?不知今后,路在何方? 天叔说了半天,口干舌燥。也走出茶馆,仰观苍天,但见星光烁烁。他暗暗想着,这标准模型,看似完美,然而里面还有多个环节,不知内中是否还有什么隐含的联系?而这集中了这许多高手打造出来的标准模型,却只能解释宇宙中不到百分之五的物质,其它则是茫茫的暗物质与暗能量,到底是什么?还完全未知。不知今后,路在何方?看看前面几个少年侠客,他笑了。
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随便说说2013的诺贝尔(2)——物理
热度 3 arthurw321 2013-10-9 15:34
实话说本人虽然高中时候的班主任就是物理老师,但是大物还是差一点挂掉。。。。在此对我的老师和各位科学先贤三鞠躬,没学好真是愧对啊。 今晚物理诺奖开奖的时候,据说是延迟了好几次?不知道是给场内外的观众吃饭的时间呢还是在等老爷子们的飞机还是在研究到底奖给谁…… 不过呢,量子物理或者粒子物理学本来就有点晦涩难懂(大物里好像都没有,比高数难多了!),连薛定谔的猫那个问题能搞明白就不容易了,别说什么玻色子了。可是“希格斯玻色子”这个专有名词在 2012-2013 年之间几乎达到了妇孺皆知的地步,这可全赖欧洲强子对撞机的同僚和新闻界同事的努力啊(又脸皮厚了,谁跟你是同事)。 实话说我看了半天的整套理论,还是中文的,还是用科普语言写的,可是还似懂非懂(再次三鞠躬)。可见几位老爷子当年真是天纵英才啊 ~~~ 其实说白了,微观物理就是在研究什么最小这个问题。分子可以分成原子和电子,原子可以分成质子中子,质子中子可以分成夸克,这似乎就到头了。然后希格斯玻色子就是能给这些小东西以质量的一个东西。一般人可能觉得,重量是源于地心引力,质量是自己的啊,和神马子有啥关系。这样理解已经是高中物理水平了(其实到这个水平就不容易了,非物理专业人士到这也就够了),但是任何物品都可以往小了分,分到头就是各种子各种夸,这些东西的质量并不是自己本来就有的,而是有一个场(场这个概念其实高中就有,那时说就是物质),但是场看不见摸不着,那到底是不是物质?是,希格斯玻色子就是组成希格斯场的物质,只不过太小了你看不见,你的触觉也感觉不到而已。这么说明白一点了吧,东西必须在场里才有质量,而希格斯场到处都有。所以希格斯玻色子也可以说是最基本的子之一了。 弗朗索瓦椠格勒 Fran漀椀猀 Englert ,比利时公民。 1932 年出生于比利时埃特尔贝克( Etterbeek ), 1959 年从布鲁塞尔自由大学获得博士学位,目前为该校荣誉退休教授。 彼得希格斯 Peter W. Higgs ,英国公民。 1929 年出生于英国纽卡斯尔。 1954 年从伦敦大学国王学院获得博士学位。目前为爱丁堡大学荣誉退休教授。 其实得奖者本来还应该有一位老爷子,他就是 罗伯特 · 布绕特 ( Robert Brout ),他是恩格勒老爷子的导师,是美国人, 1928 年 6 月 14 日出生在纽约。其实布爷爷和恩爷爷才是第一个提出希格斯场和希格斯机制这些理论的人,他俩比希爷爷的论文不论投稿时间还是发稿时间都早了半个月到一个月。可惜,这里有一个不太美丽的失误。(具体看这里 http://blog.sciencenet.cn/blog-3779-731147.html ) 不管怎样,这玩意就冠名以希爷爷的名字了。我想这就是无数人梦寐以求的“名垂青史”吧。不过这里还有三个科学家有点冤枉:他们是 杰拉德 · 古拉尼 、 卡尔 · 哈庚 、 汤姆 · 基博尔 。他们也在同一年做了类似甚至更深刻完整的工作,可是他们就因为晚了一点点(两个来月)就没有机会得诺贝尔了。毕竟诺贝尔的习惯是不会给超过三个人……据说这也是当年中国的胰岛素没能得奖的原因?(不过至少这六个人还一起得了另外一个奖) 这次布爷爷虽然早已仙逝,但是他的爱徒得奖,对他来说也是一样的。布爷爷和恩爷爷本来就是第一个提出整套机制的人,希爷爷只是多说了个粒子(据说还有位南部爷爷的点拨 http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2013/10/283531.shtm ) 比较头疼的是没什么能挖出来的八卦……唯一的就是两位得奖者都是欧洲的,大型强子对撞机也是在欧洲,看生活大爆炸几位主演在剧中都把大型强子对撞机当成圣地一样,欧洲作为现代科学发源地真是老而弥坚啊。不过要找出一个和以往诺贝尔获奖者毫无关系的获奖者,也挺不容易的……(文学奖和和平奖不在此列) 还要再八卦一点点,昨天说要拼这个拼那个,其实也不要灰心,每个人的一生都会遇到一些人会帮助你,就像从前说的贵人。只不过在这之前,一定要保持谦恭的态度,如果“贵人”们的指点有情有理,那可一定不要放过…… 本文内容和图片基本上源于网络信息整理(包括科学网,果壳等网站)和本人理解,理论理解如果有错误欢迎指点一二。
个人分类: 渭城朝雨浥轻尘-原创|6576 次阅读|5 个评论
邢老人家的“签售本”《希格斯》
热度 4 taol 2013-8-18 13:21
身在帝都没法去魔都的书展听讲座神马的,只能暗暗羡慕在魔都的同学们了。 托同学在书展上买了一本邢老人家的译作《希格斯》,坐等书到。 不知道我那位同学和邢老人家交流了些什么呢 我一直都有屯书的习惯,自己觉得有意思的、喜欢的书都会想方设法弄到手,而后抽空解决之 。 读书就是交流嘛,所以一直觉得书的扉页上有作者或译者的赠言总是一件很有趣的事情。 有图有真相:D PS.啥时候邢老人家把《你错了,爱因斯坦先生》也请Fritzsch一起签了吧
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霍金与发现疑似希格斯粒子的团队各获3百万美元的奖金
热度 9 caojun 2012-12-12 01:14
俄罗斯富豪尤里·米尔纳设立的基础物理学奖12月11日颁发了两个特别奖,各奖300万美元(比NB奖高三倍啊)。 一个给霍金,因为他发现黑洞的霍金辐射、对量子引力以及早期宇宙量子性质的贡献。 一个由大型强子对撞机及CMS和ATLAS两个实验的7名领导人分享,包括Peter Jenni, Fabiola Gianotti (ATLAS); Michel Della Negra, Tejinder Singh Virdee, Guido Tonelli, Joe Incandela (CMS) and Lyn Evans (LHC),因为他们在发现疑似希格斯粒子的实验中的领导作用。 获得物理前沿奖的还有一名华人,斯坦福大学的张首晟,因为发现拓扑绝缘体。 Fundamental Physics Prize Foundation Announces Physics Frontiers and New Horizons in Physics Prizes Along with Two Special Prizes Two \$3,000,000 special Fundamental Physics Prizes have been awarded to Stephen Hawking and to seven scientists who led the effort to discover a Higgs-like particle at CERN's Large Hadron Collider The winner of the 2013 Fundamental Physics Prize will be announced at a ceremony at CERN on March 20, 2013 New York and Geneva, 11 December 2012. The Fundamental Physics Prize Foundation Selection Committee, which is comprised of prior recipients of the Fundamental Physics Prize and includes Nima Arkani-Hamed, Alan Guth, Alexei Kitaev, Maxim Kontsevich, Andrei Linde, Juan Maldacena, Nathan Seiberg, Ashoke Sen and Edward Witten, is pleased to announce: 1. The laureates of 2013 Physics Frontiers Prize are: Charles Kane, Laurens Molenkamp and Shoucheng Zhang for the theoretical prediction and experimental discovery of topological insulators. Alexander Polyakov for his many discoveries in field theory and string theory including the conformal bootstrap, magnetic monopoles, instantons, confinement/de-confinement, the quantization of strings in non-critical dimensions, gauge/string duality and many others. His ideas have dominated the scene in these fields during the past decades. Joseph Polchinski for his contributions in many areas of quantum field theory and string theory. His discovery of D-branes has given new insights into the nature of string theory and quantum gravity, with consequences including the AdS/CFT correspondence. 2. Laureates of the 2013 Physics Frontiers Prize will become nominees for the 2013 Fundamental Physics Prize. The winner of the Fundamental Physics Prize will be announced by the Selection Committee at a prize ceremony that will take place at CERN on March 20, 2013. 3. The Physics Frontiers Prize laureates who do not go on to be awarded the Fundamental Physics Prize will each receive \$300,000 and will automatically be re-nominated for the Fundamental Physics Prize each year for the next 5 years. 4. The laureates of 2013 New Horizons in Physics Prize are: Niklas Beisert for the development of powerful exact methods to describe a quantum gauge theory and its associated string theory. Davide Gaiotto for far-reaching new insights about duality, gauge theory, and geometry, and especially for his work linking theories in different dimensions in most unexpected ways. Zohar Komargodski for his work on the dynamics of four-dimensional field theories. In particular, his proof (with Schwimmer) of the "a-theorem" has solved a long-standing problem, leading to deep new insights. Each of the laureates will receive \$100,000. 5. In addition, the Selection Committee, foregoing the regular nomination process, announces the laureates of two Special Fundamental Physics Prizes of \$3,000,000 each: One to Stephen Hawking for his discovery of Hawking radiation from black holes, and his deep contributions to quantum gravity and quantum aspects of the early universe. One to be shared by the leaders of the LHC project, CMS and ATLAS experiments from the time the LHC was approved by the CERN Council in 1994, including: Peter Jenni, Fabiola Gianotti (ATLAS); Michel Della Negra, Tejinder Singh Virdee, Guido Tonelli, Joe Incandela (CMS) and Lyn Evans (LHC) for their leadership role in the scientific endeavour that led to the discovery of the new Higgs-like particle by the ATLAS and CMS collaborations at CERN's Large Hadron Collider. 6. All prizes will be funded by the Milner Foundation "Choosing this year's recipients from such a large pool of spectacular nominations was a very difficult task," said Nima Arkani-Hamed, a member of the Selection Committee. "The selected physicists have done transformative work spanning a wide range of areas in fundamental physics. I especially look forward to future breakthroughs from the first recipients of the New Horizons in Physics Prize." "It is a great honour for the LHC’s achievement to be recognised in this way," said CERN Director General Rolf Heuer, "this prize recognizes the work of everyone who has contributed to the project over many years. The Fundamental Physics Prize underlines the value of fundamental physics to society, and I am delighted that the Foundation has chosen to hold its first award ceremony at CERN." "I am very much pleased with the decisions of the Selection Committee," commented Yuri Milner. "I hope that the prizes will bring further recognition to some of the most brilliant minds in the world and the great accomplishments they have produced."
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关于希格斯粒子的另外一个问题
热度 3 Amsel 2012-7-18 12:01
  为什么在找到希格斯粒子之前,不能确定它的大致质量,而要在大范围扫描? 【补充:回复一楼评论涉及到的链接和图: Closing in on the Higgs Boson http://blogs.discovermagazine.com/cosmicvariance/2009/03/13/closing-in-on-the-higgs-boson/ 】
个人分类: 杂谈|3755 次阅读|4 个评论
对曹俊提供的希格斯测量数据的质疑
热度 7 wliming 2012-7-8 10:25
对曹俊提供的希格斯测量数据的质疑
曹俊研究员在《希格斯花絮》里提供的希格斯粒子测量的数据图如下: 最上面的曲线是原始数据,第二排的曲线是扣除本底(红虚线)之后的数据。这两条曲线在126GeV处出现一个小鼓包,被认为是希格斯信号。经过误差分析,小鼓包被猛烈放大,如下图,达到了5$\sigma$,从而确认为发现希格斯粒子。 但是,这个误差分析有很大的疑点。我对扣除本底的原始数据重新画了一条逼近曲线,见下图中绿色曲线。我们不难发现,在126GeV之前,曲线上出现了另外几个小鼓包,其中一个最大出现在120GeV, 其幅度跟126GeV处的鼓包差不多。可是,这些鼓包却在上图中不见了。所以,我感到上图的误差分析值得怀疑。
个人分类: 物理学|2769 次阅读|28 个评论
希格斯花絮
热度 13 caojun 2012-7-4 20:07
希格斯花絮
1)保密工作不怎么样 看来大亚湾中微子结果的保密工作做得还不错,大家都守规矩,公布消息时确实让所有人都吃了一惊。 CMS和ATLAS都是三四千人的合作组,让每个人都守规矩可不容易。高能所物理的规模发展到这份儿上,不知道是登峰造极了,还是前进路上的小高峰? 2)定调子 对这两个合作组的几千人,以及他们的好朋友,应该有上万人事先知道消息,知道信号的显著度在5倍标准偏差(或者说统计涨落的概率是一千万分之一)。所不知道的是官方公布的调子是什么,用什么词。大亚湾公布结果时,我们讨论了Evidence,Observation,Discovery几个词用哪个,最终用了Observation。ATLAS昨天晚上的排练也在讨论用什么词,最终用了Observation,标准表达是: 发现了一个新的粒子,其性质与希格斯粒子相符。 可能是临时讨论,人多口杂的原因,欧核中心的主页、新闻稿、学术报告中用的词还是比较混乱。 首页上说:Both ATLAS and CMS gave the level of significance of the result as 5 sigma on the scale that particle physicists use to describe the certainty of a discovery. One sigma means the results could be random fluctuations in the data, 3 sigma counts as an observation and a 5-sigma result is a discovery. 3倍标准偏差定义成observation,这叫我怎么向全国人民交待?大亚湾的结果5.2倍标准偏差叫成了Observation。 但是在CMS和ATLAS的学术报告中,还是都用了Observation,并没有如上文说的,叫成discovery(本来就应该差不多的意思)。还有的地方写成“observation of excess”,发现超出,而不是发现了新粒子。据我所知的共识,3倍应该叫Evidence,不够格叫Observation。估计是欧核中心主页笔误。 3)希格斯粒子长什么样? 挺象过年时放的电光花炮。另几张图象高纺织物,密密麻麻的粒子径迹。 正反质子在7TeV的能量下相撞,撞出一堆乱七八糟的粒子,有可能有希格斯粒子。其中有一小部分比较干净,可以重建出清楚的不变质量峰,适合用来寻找希格斯,如下文。 4)为什么不直接说发现了希格斯粒子? 希格斯粒子不能稳定存在,在对撞机中只是昙花一现。寻找希格斯粒子,是通过探测它衰变后产生的粒子。比如,它可以衰变到两个伽马光子。伽马光子是可以探测到的。通过探测到的伽马光子的能量和动量,可以重建出这个事例的不变质量。假如不存在希格斯粒子,那么把探测器看到的每个双光子事例的不变质量画出来,就是一条光滑的线。如果存在希格斯粒子,由它衰变而来的两个光子在希格斯的质量附近就存在共振峰,原来光滑的曲线上就会出现一个小鼓包,鼓包的峰值就是希格斯的质量。寻找希格斯粒子,就是寻找这个小鼓包。 希格斯粒子人缘不错,可以衰变成很多很多种粒子。其中有五个道(即5种衰变模式)有可能看出鼓包来。这五个中$H\rightarrow \gamma\gamma$和$H\rightarrow ZZ \rightarrow llll$最干净,$H\rightarrow WW \rightarrow l\nu l\nu$差点儿,因为中微子$\nu$看不见。另外两个更差,本底很大。将这五个道加起来,这次公布的信号显著度都在5倍标准偏差左右。 ATLAS的局部显著性图,横坐标是质量,纵坐标是p-value,即该能量处不存在新粒子导致的事例超出的几率。右边的纵坐标为换算成标准偏差。从图中可以看出在125GeV左右p-value为一千万分之一,对应5倍标准偏差。其它地方小于1.5倍标准偏差,与无新粒子的统计涨落一致。 2011年公布的分析结果,$\gamma\gamma$和$ZZ$看到了鼓包存在的迹象,但WW没看到。假如延续这种现象,前两个道有很清楚的信号表明有新粒子鼓包,但是有一个该有的地方没出现,那么我们只能说,找到了一个新粒子,但这个新粒子也许不是我们想找的,因为它的性质与我们预期的不太一样。 另一张图,一个希格斯粒子衰变成4个电子(即$H\rightarrow ZZ \rightarrow llll$,这里$l$可以是电子也可以是$\mu$子)。中间有很多弯曲的迹径(低能带电粒子)。象一只黑暗中的眼睛,是你在找我,还是我在看你? 这次的结果,据说在最后一段时间才终于找到了WW道的信号,说明“与希格斯粒子相符”。不过,由于还没有仔细研究这个新粒子的性质,还不能完全断定它的性质与希教授预言的一样,出于高能物理学家的谨慎,没有直接说发现了希格斯粒子,而是说: 发现了一个新粒子,其性质与希格斯粒子相符。 到今年底,LHC的数据量会再增加一倍,那时候应该不会再含糊了。 5)今年的诺贝尔物理奖内定了? 报告会完后请Peter Higgs讲话,希教授热泪盈眶:我终于活着见着它了。倘若发现了希格斯粒子,那么应该赶紧发个奖给希教授,免得夜长梦多,毕竟岁月不饶人。做出了好的工作,就要争取活得长,但也不可能无限长。不过从现在看来,大概还缺点把握。同时,理论家(希教授)应该得,做实验的就很难说是谁的功劳了,估计大家都搞不成。ATLAS的发言人Fabiola(意大利人,女)一头黑发,远看上去很年轻,我有点惊讶一个三四十岁的女人怎么镇得住一个三四千人的、组织松散的国际合作组。不过据同事说应该也差不多五十了。 6)专业报告 新闻发布会没有科普版。欧核中心的发布会现场和我所在的墨尔本的国际高能物理大会现场都没有。上来就是两个非常专业的学术报告。不知道请来的记者做何感想。
个人分类: 我的物理|9521 次阅读|31 个评论
科学家宣布新发现粒子可能是上帝粒子:不会像去年一样的闹剧吧?
热度 3 zlyang 2012-7-4 17:15
《科学家宣布新发现粒子可能是上帝粒子》 http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2012/7/266493.shtm 不会像去年的 超光速中微子 一样的闹剧吧? 很担心!去年被闹怕了。 2012-04-17科学网新闻《南方周末: 中微子超光速乌龙记 》 http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2012/4/262826.shtm 陈学雷《Higgs boson 被发现了?》 精选 http://blog.sciencenet.cn/blog-3061-588869.html 邢志忠《希格斯赢了!》 精选 http://bbs.sciencenet.cn/./home.php?mod=spaceuid=3779do=blogid=588889 门外汉请您指教: 发现希格斯粒子,是否意味着引力已经和其它三种力统一了? 为什么质量总是和电荷相互独立呢? 希格斯粒子自身是否带电荷? 俺听说能用电荷的作用推导出万有引力, 这样质量就不是独立于电荷的物理量。 您喜欢“电荷”、“质量”相互独立?还是可以相互转化或推导? 质量能量在爱因斯坦以前也是相互独立的,后来合一了。 谢谢您的指教!
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