2013年10月9日星期三

蘋果日報- 帝粒子雙傑奪物理學獎

帝粒子雙傑奪物理學獎

【諾貝爾獎】
「終於來了!」今年諾貝爾物理學獎,頒給提出「上帝粒子」理論的兩位物理學家,連公佈的標題也用上這感嘆語。萬眾期待,因為這理論解釋質量何來,科學家近半世紀前仆後繼找尋,終以人類史上最大規模的實驗證實是正確,物理學家都認為是眾望所歸。

瑞典皇家科學院昨天(周二)宣佈,物理學獎得主分別是英國的希格斯(Peter Higgs)及比利時的恩格勒特(Francois Englert),兩人將平分800萬瑞典克朗(963萬港元)獎金。


今年物理學獎人人都覺得別作他人想,因近兩年尋找「上帝粒子」的實驗,鬧得太熱烘烘。「上帝粒子」之所以重要,因為它關乎物理學界在20世紀中開始建立的「標準模型」(Standard Model)存亡。


■恩格勒特(左)和希格斯(右)因為提出「上帝粒子」理論,獲頒本年度諾貝爾物理學獎。

製造小型宇宙爆炸找出粒子
「標準模型」是描述組成宇宙萬物的基本粒子的一套理論,並將物理學家已知四種基本作用力中,電磁力、強作用力和弱作用力這三種力,都整合到理論當中,只剩下重力。但到1960年代,科學家發現「標準模型」有致命問題,因為根據模型所依賴的「規範場論」(Gauge Theory),所有基本粒子是不能有質量的,這明顯跟觀測結果不同。


1964年,恩格勒特和希格斯分別提出化解這問題的理論,指如果存在一種打破對稱性的量子場,就可以不牴觸規範場論。這種場後人稱為希格斯場,能與某些基本粒子交互作用,粒子通過希格斯場時,會獲得質量。這種交互作用的一個必然副產品,就是後人所稱的「希格斯玻色子」(Higgs boson)或「希格斯粒子」。由於這涉及質量從無到有的過程,甚有上帝創世意味,坊間俗稱它為「上帝粒子」。

可是希格斯粒子當時只屬理論推測,從未觀測到,尋找到它就能證實「基本模型」是基本正確,因此成為此後物理學家的「聖杯」,但因為希格斯粒子極難製造出來,出現後又會稍瞬即逝,找了幾十年仍一無所獲。

為尋找「上帝粒子」,歐洲核子研究組織(CERN)花了100億美元(780億港元),在瑞士和法國邊境建造世界最大的粒子對撞器「大型強子對撞機」(LHC),由6,000名科學家參與研究,將粒子加速對撞製造出「小型宇宙大爆炸」,去年終宣佈發現「上帝粒子」,亦是「標準模型」預言的61種基本粒子中,最後一種被實驗證實的粒子。

港學者:證標準模型無誤
香港科技大學高等研究院院長戴自海形容,「人類史上未試過這麼多人做同一個研究」,過去二、三十年物理學界已知「標準模型」大概正確,就只差希格斯粒子的存在未證實,如果找不到,「標準模型」也不知如何修正。他又表示「上帝粒子」理論暫時未有應用,但如有的話會涉及質量的有和無,「一定會好轟動」。中文大學物理學系教授朱明中指其實在尋找「上帝粒子」的過程中,CERN為方便各地科學家交流,發明了萬維網;處理大量數據亦催生「雲端電腦」技術,間接地推動了科技發展。

諾貝爾獎網站/《蘋果》記者
今天公佈化學獎


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