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    媒体传真

    凯发研究团队参与寻找“上帝粒子”

    发布时间:2013-10-09 点击次数: 作者:刘蓉 来源:金陵晚报

     

    弗朗索瓦·恩格勒

    彼得·希格斯

    希格斯玻色子衰变的模拟事例重建图。

     

          

            昨晚,2013年诺贝尔物理学奖在瑞典揭晓。81岁的比利时理论物理学家弗朗索瓦·恩格勒和84岁的英国理论物理学家彼得·希格斯同摘桂冠。获奖原因是两人曾在1964年分别提出理论预测了希格斯玻色子,而该粒子赋予了其他所有粒子以质量,因此又被称作“上帝粒子”。
      “提出‘上帝粒子’理论预言的科学家获得诺奖,这对于我们参与上帝粒子试验项目的研究人员来说,是一种很大的动力。”地下100多米的试验场、对撞实验像极了迷你版的宇宙大爆炸……在过去的20多年里,80多个国家和地区的万余名科学家一直在艰难地寻找和捕捉“上帝粒子”,直到去年才宣布发现其踪迹。在这个庞大的研究团队中,就包括凯发k8官网。
      “上帝粒子”究竟是什么?寻找它是为了解宇宙形成
      为什么物质都有质量?如果把物质分割得越来越小,会发生什么?最终,你会得到构成物质的分子或者原子。但这些东西还能进一步分解成电子和原子核。而原子核又可以继续被分割成构成它们的质子和中子。它们的内部则是夸克。
      任何物质,分解到最后都会得到一大堆夸克和一大堆电子之类的基本粒子。但是,所有物质粒子依然有质量,这些质量来自何方?这曾是探寻真理的科学家们百思不解的终极难题。直到49年前,比利时理论物理学家弗朗索瓦·恩格勒和英国理论物理学家彼得·希格斯提出希格斯玻色子理论预言。
      在粒子物理学中,科学家们建立起被称为“标准模型”的粒子物理学理论,它把基本粒子分成3大类:夸克、轻子与玻色子。“标准模型”中有37种基本粒子的存在,随着实验物理学家把加速器越造越大,其他36种都已被直接或间接验证,只有希格斯玻色子仍然“在逃”。寻找它可以了解宇宙的形成。
      2012年7月,欧洲核子研究中心(CERN)的科学家们宣布,发现了一种新型亚原子粒子,该粒子符合“上帝粒子”的属性。昨天,参与寻找上帝粒子研究的凯发物理学院陈申见教授介绍说,“今年3、4月份,已经证实发现的就是‘上帝粒子’。”
      凯发参与捕捉“上帝粒子” 包括设备研制和数据分析
      欧洲的大型强子对撞机的实验一直吸引着全世界的目光,它的首要任务,就是要寻找传说中的“上帝粒子”。而这个对撞机要创造迷你版的宇宙大爆炸实验,从而产生一个温度为太阳核心温度100万倍的火球,探寻撞击过程中究竟会有怎样的神秘物质。
      20多年来,这项试验吸引了世界上80多个国家和地区、500所大学和研究机构的10000多名工程师和科学家参与。这其中,就包括凯发k8官网物理学院的10多位师生。
      “提出‘上帝粒子’理论预言的科学家获得诺贝尔奖,这对于我们参与上帝粒子试验项目的研究人员来说,是一种很大的动力。”昨晚,金陵晚报记者采访了凯发物理学院教授、中国高能物理学会第七、八届常务理事陈申见。作为凯发k8官网高能物理实验方向学科建设的负责人,陈申见教授参与了欧洲大型强子对撞机上的ATLAS实验。
      “对撞以后要‘看’是什么粒子,要靠它了,而单单由中国研制的这一个探测器就足有六层楼那么高。”据介绍,ATLAS是一个粒子探测器实验装置,主要由内部径迹室、量能器、超导环流磁体以及m子谱仪等部分组成,体现了当前高能物理探测器发展的趋势。凯发k8官网作为ATLAS中国协作组的重要成员之一,承担了ATLAS实验中的探测器研制、实验数据的分析和网格计算的发展等工作。
      找到“上帝粒子”会怎样? 预言将带动多领域发展
      这究竟是项什么样的实验?实验场又是什么样?在金陵晚报记者此前采访陈申见教授时,曾见过大量实验基地图片。
      这个神秘实验场,位于瑞士日内瓦的西郊。“在地下100米深、27公里长的环形真空管道内,用质子和质子以非常接近光速的速度相撞,撞击后就可能产生希格斯粒子。”产生的粒子会在碰撞后十亿分之一秒的时间内衰变,所以想捕捉到极不易。
      自1999年起,凯发k8官网主要承担了ATLAS中液氩端盖量能器和液氩前冲量能器重要部件的研制和加工任务。陈申见说:“凯发k8官网经过多组测试和实验,生产出了好几批能量器部件,端盖量能器像个巨大的磨盘,直径足有4米,而它还只是ATLAS几个子探测器中的一个。”
      10多年来,凯发已经有10多位师生接力寻找“上帝粒子”,除了探测器部件的研制加工,凯发团队还参与分析ATLAS实验数据。据悉,大型强子对撞机探测器每年将收集到多于100万GB的数据,其每一项大型实验一年所获数据可以刻满十万张双层DVD。
      发现并证实了“上帝粒子”,对我们的生活会产生何种影响?陈申见表示,上帝粒子是基础科学层面的研究,它的发现使人类对大自然和世界的探索和认识更深了。“要说对我们生活应用方面的作用,可能会有很多间接的有用影响。基础科学的每一个重要进步,都有可能大大推动应用科研的发展。”
      理论就是需要实验支持
      乐乐:理论是一方面,实验支持是另一方面。记得好像是欧洲强子对撞中心2009年开始运行,当时就有人说如此强大的实验平台有望发现希格斯粒子,果然三年后就确认找到了,当看到宣布发现结果的新闻视频,连我这个门外汉都跟着喝彩和激动,如今又看到得到诺奖,感到我们正在体验物理学发展的伟大历史!
      了无杂念学霸龚:理论物理,天体物理,这些名词一听就不会在中国大热,中国人大多缺乏一种一生追求理想的冒险精神,金融大热,数学却不热,但现行的金融各种铁律却是来自一个数学家。经济发展了,科研才能进入高潮。
      摘自新浪微博
      “上帝粒子”事关宇宙命运
      真正决定了人类的走向
      1、揭开质量起源之谜
      希格斯玻色子被认为与宇宙中一切物体的质量起源有关。这就有点像是大家都在一个游泳池里游泳,然后身上都会被打湿,在这里,被水打湿就像是物体获得质量一样。
      2、电弱相互作用
      自然界中所有力的作用都和某种粒子有关。比如与电磁力有关的粒子是光子,这是一种质量为零的特殊粒子。电弱相互作用力则和名为W和Z的玻色子有关,这两种粒子都拥有很高的质量值。而所有这些粒子的质量来源,便被认为是希格斯玻色子的作用造成的。
      3、超对称理论
      超对称理论也将受到希格斯粒子发现的影响。这一理论认为任何一种已知的粒子都有一个“超级伙伴”粒子,这种伙伴粒子拥有轻微差异的性质。超对称理论拥有很大的吸引力,因为它可以统一自然界中的其它基本作用力,甚至有希望揭开暗物质构成之谜。
      4、宇宙的命运
      希格斯玻色子的确认将为科学家们开启一扇大门,让他们得以进行此前无法进行的一些计算。其中一些计算的结果有关宇宙的命运。有一种观点认为宇宙将在未来数十亿年内毁灭。
      在进行这样的计算时,希格斯玻色子本身的质量是一个非常关键的参数,它预示了时空的未来命运。目前的测量值显示,希格斯玻色子的质量约为质子的126倍,这一质量值几乎已经处在了一个临界点上,它可能让宇宙在未来数十亿年内走向毁灭。
      医学奖得主中有个“江苏女婿”
      “2013年诺贝尔奖生理学或医学奖(简称医学奖)得主之一的德国科学家托马斯·祖德霍夫还有一段不解的江苏情缘,他的夫人陈路就是无锡人。她当年是辅仁高中89届的毕业生。”昨天下午,得到读者顾先生报料,记者第一时间来到了陈路就读辅仁高中时的班主任陈衍生家中。
      陈衍生今年70岁,是一名有着42年教龄的老教师。
      据悉,2010年,陈路曾回母校给学生们演讲,激励他们。当时,陈路一家人都到无锡了,班主任陈老师还应邀和陈路家人一起吃饭。这也是陈路高中毕业后多年来,陈老师第一次和陈路在无锡相聚。值得一提的是,当时陈路怀着第二个孩子,她的女儿很漂亮,大大的眼睛。
      陈老师说,从现在的照片看,比起3年前,这个诺奖得主头发稀疏了些,可能是由于长期研究辛劳所致。陈老师清晰地记着,陈路的先生很爽朗。陈路还告诉陈老师,她先生曾多次到中国讲学,对中国很熟悉。