小粒子,大神通

本刊编辑部

自从文明的曙光降临大地，人类便孜孜不倦地探求宇宙内在的规律。面对千变万化的自然现象，人类自古以来就企图用少数几种“元素”来归纳它们。到了19世纪末期，科学家们认为所有物质都是由不可分割的原子组成的。此后，在一段较长的历史时期里，科学家们都认为原子是不可再细分的基本单元。直至人们发现了“放射性”现象。

人类认识物质本原的脚步并未停歇，时间来到了20世纪30年代初期。这时的物理学家找到了构成原子的基本粒子。它们是那样的简单，一共是4种粒子，即质子、中子、电子以及假设中的中微子。当然还有光子，光子是電磁波的基本粒子。可是，物理学家并不满足，他们着手进一步研究质子和中子的内部结构。

1964年，英国物理学家彼得·希格斯在进行微观粒子研究的时候发现了一种神奇的粒子。希格斯通过研究发现，这种粒子竟然比原子还小，而且它和其他基本粒子不同的是，几乎没有自转速度，而且也不带电。但这不意味着它十分稳定，相反它十分不稳定，一旦形成就会发生衰变。后来，科学家们发现这种粒子是人类迄今所发现的粒子中最微小的一种，被称为“上帝粒子”。

“标准模型”是现代物理学家的“杰作”。有人将它称之为粒子物理学的“三角大楼”，它是支配建造宇宙万物的“司令部”。令人着急的是，支配建造宇宙万物的粒子物理学的“三角大楼司令部”的“首长”——希格斯玻色子（即上帝粒子）却迟迟没有出现。如果找不到这种粒子，“标准模型”的“三角大楼”终将崩塌。

大型强子对撞机的实验，无疑是人类在探索微观世界历程中的壮举。大型强子对撞机的作用，是让高能质子两两对撞，捕获所产生的“碎片”，科学家需要从这些“碎片”中寻找“上帝粒子”。2020年6月19日，欧洲核子研究组织（CERN）理事会公布“2020 欧洲粒子物理战略”，确定了首先建设一台正负电子希格斯（Higgs）工厂、再建一台高能质子对撞机的路线图。这一战略意义深远，不仅将为欧洲粒子物理的发展起到指导作用，而且在全球粒子物理学领域也将对我国、日本和欧洲“希格斯工厂”建设的竞争局面产生影响。

“希格斯工厂”已成为国际高能物理领域的共同目标，是国际科学领域所要攀登的珠穆朗玛峰。虽然“上帝粒子”有待进一步的验证，但是它不是探索的终点。