现代物理学基石趋于完善 - 广西自动化学会

近日，疑似“上帝粒子”的发现不仅吸引了很多普通公众的目光，更在物理学界激起层层波浪。疑似希格斯玻色子的发现有何意义？希格斯玻色子对整个物理学大厦的构建有何价值？在日前接受《中国科学报》记者采访时，复旦大学特聘教授、原美国犹他大学物理天文系终身教授吴咏时表示，随着疑似希格斯玻色子的现身，现代物理学的标准模型已趋于完善。“这是一个应该能获诺贝尔奖的发现。”

“希格斯玻色子是物理学标准模型中最后一个被发现的基本粒子。”吴咏时介绍说，标准模型是现代物理学的一块基石，对自然界四种相互作用中的三种——强相互作用、弱相互作用和电磁相互作用作出了很好的描述。

标准模型理论分为两部分，一部分是“杨振宁—米尔斯规范场理论”，另一部分则是与希格斯玻色子有关的理论。此前，杨振宁—米尔斯规范场理论已得到了实验的验证，希格斯粒子则一直处于捉摸不定的神秘状态中。

在所有基本粒子中，希格斯玻色子占有十分重要的地位，因为它给除光子、胶子外所有的基本粒子赋予了质量。这种“质量赋予”怎样进行？吴咏时解释说，希格斯玻色子可以处于一种非常特殊的状态，叫做“凝聚态”，就像稀糖浆或蜜糖那样的状态。当其他粒子经过这团“稀糖”时，就获得了质量。因为有这一重要功能，希格斯玻色子赢得了“上帝粒子”的称号。

不过，吴咏时告诉记者，希格斯玻色子虽然是基本粒子的质量之源，却不是我们平时所见物体的质量之源。“万物之所以有质量，主要是由强相互作用造成的，而不是希格斯粒子。”

谈到发现希格斯玻色子的意义，吴咏时表示，在物理学标准模型中，和希格斯玻色子相关的理论还很不完善。此次重大发现，在希格斯相关理论的定量研究上促进了标准模型的完善和发展。例如，现有的理论无法算出希格斯玻色子的质量，但欧洲核子研究中心发现，它的质量在125吉电子伏特左右，这是一个很重要的结果，为今后的基本粒子研究提供了指导性方向。

此次发现的另一个重要意义，在于它对宇宙早期演化的研究具有积极的推动作用。也就是说，希格斯玻色子的研究不仅能促进人类对微观世界的理解，也能促进我们对宇观尺度的理解。

吴咏时说，这是基础物理学中一个很有趣的现象——极小尺度的现象与极大尺度的现象具有一些微妙的连接。如今，疑似希格斯玻色子的质量被确定为125吉电子伏特，与早期宇宙的能量标度是接近的。

发现希格斯粒子对于公众来说有何意义？在吴咏时看来，“这次科学家好比是做出了一件完美的艺术品，虽然这个成果对我们的日常生活没什么直接用处，但它在科学上满足了大家的好奇心，就如同艺术品满足了人们对艺术审美的需求一样”。

同时，吴咏时表示，我国在粒子物理研究的某些领域也做出了很有影响的工作。如在大亚湾进行的中微子振荡实验，得出了一个重要的参数的数值。“这显示我国对中微子振荡领域的研究在国际上已占有一席之地，并且这个方面的研究，实际上也和希格斯粒子的物理有重要的关联。”

“中国正在进行的寻找暗物质的研究，也是一项值得期待和关注的粒子科学前沿的探索。”吴咏时说。