沒有「希格斯粒子」物質就不存在

(圖:兩個高能光子碰撞。紅線表示能量，而黃線表示碰撞中產生的其他粒子軌跡。)

2013年10月8日，本年度的諾貝爾物理獎授予84歲的英國物理學家彼得•希格斯（Peter Higgs）教授和80歲的比利時科學家弗朗索瓦•恩格勒（Francois Englert）教授，表彰他們發現了「上帝粒子」（希格斯玻色子，Higgs boson）的存在，這種粒子被認為是賦予物質質量的物質，為宇宙起源理論奠定重要基石。

物理學家認為，如果沒有上帝粒子，宇宙中的所有粒子都將以光速運動。

這麼快的速度運行，粒子將無法結合到一起，就不會產生原子、分子、DNA、蛋白質，也就不會有生命，不會有人類，不會有其他任何物質，宇宙將會是一片虛無。希格斯玻色子組成了一個看不見的能量場，它讓其他通過的粒子速度減慢並獲得了質量。

英國《泰晤士報》去年評論說，這一發現的意義，如同人類當初發現DNA雙螺旋結構等一樣重要。

上帝粒子理論很好的解釋了宇宙起源理論

希格斯粒子於1964年被提出，該理論認為宇宙在大爆炸之後便會進入冷卻的階段。這時候一個稱之為「希格斯場」的力量形成，而且快速充斥整個宇宙。

希格斯場由無數的希格斯玻色子組成，其他粒子在通過希格斯場時便會獲得質量。

目前人類所知道的是，自然界存在著四種基本交互作用力，這是萬物之所以存在的根本理由，而四種交互作用力能夠彼此牽引，便代表兩者間具有質量；而中介者便稱為玻色子。

科學家們認為，宇宙中本充滿沒有質量的粒子，直到一種能賦予粒子質量的場（希格斯場Higgs Field）介入。上帝粒子（希格斯玻色子）就來自於這個看不見的場，這種場充滿了所有的宇宙空間，即使在人類看來是空的宇宙中，這種場也仍然存在，特別是「物質粒子就通過與這種場的接觸，才獲得了質量，沒有它，我們就不存在。」 （諾貝爾評委）。

諾貝爾獎評委認為，上帝粒子理論很好的解釋了宇宙的生成理論「標準粒子論」 中欠缺的一環，並能夠幫助科學家們更好的理解星系得以維繫在一起的奧秘。

評委在授予兩位科學家的頒獎證書中表示：「由於人類探測到了一種新基本粒子（上帝粒子）所以證實了希格斯機制的存在，而對這種機制的理論性發現有助於我們理解亞原子粒子的最初質量。」

上帝粒子從哪裏來？

物理學家普遍認為，上帝粒子來源於宇宙大爆炸。事實上，宇宙大爆炸被認為是包括上帝粒子在內的一系列基本粒子的最初起源。

那麼，上帝粒子如何使其他粒子產生質量？上帝粒子會形成遍佈宇宙空間的希格斯場，一些粒子在希格斯場中運動， 因受到阻力而變得凝滯，粒子由此獲得質量。不同粒子受到的「阻力」不同，其所獲得的質量也有差異。

「上帝粒子」這個名字，來自於諾貝爾獎獲得者利昂•萊德曼（Leon Lederman）於1993年出版的介紹粒子物理學著作《上帝粒子：如果宇宙是答案，那麼問題是甚麼？》（The God Particle: If the Universe is the Answer, What is the Question? ），據悉，這種神秘的粒子在對撞機產生時可發出特殊的傳輸信號，但是被探測器捕捉到之前卻會消失。

使用「上帝粒子」這個詞彙，並不令人訝異。希格斯粒子是目前宇宙標準模型中最後一個尚未被證實存在的基本粒子，在現行的粒子物理學中，其他十一種粒子都已經被證實，僅剩希格斯粒子為拼圖的最後一塊。

物理學家認為，如果希格斯粒子不存在（或無法被證明存在），則目前的宇宙物理的模型理論便無法成形，必須砍掉重練； 當時稱這是「上帝粒子」，其實也表示：「發現它，就像證實上帝存在一樣困難」。 難以觀測，只可意會不可言傳，更遑論目睹。而如今，證實上帝粒子的存在，簡言之就解釋了「為何萬物所有粒子都會能相互吸引且越來越重」，因為上帝給了質量。

「上帝粒子」理論等待學術界認可 足足等了50年

兩位年過八旬的老教授為了「上帝粒子」理論得到學術界認可等了足足50年，在這個過程中，世界各地的科學家則在理論的曠野中擺弄著很多其他重大發現，建立了包含費粒子（夸克和輕子等）和玻粒子在內的標準粒子模型；瑞士日內瓦世界最大的對撞型粒子加速器，大型強子對撞機（Large Hadron Collider）的建成；以及科學家們對於大型強子對撞機的研究；當科學家們把這一塊塊拼板拼到一起時，最後終於證實了被稱為「上帝粒子」的希格斯玻色子的存在。

據悉，粒子物理學界一直在研究粒子的質量來源於何處，而當時還是愛丁堡一位年輕講師的希格斯，於1964年與包括恩格勒在內的另外兩個研究小組共六位科學家，率先提出這種希格斯玻色子（上帝粒子）假設，認為宇宙在大爆炸後的冷卻過程中，有一種看不見的粒子（希格斯玻色子）為基本單位物質賦予了質量。

隨後，科學界於1970年設計出了包括夸克和輕子在內的標準模型，卻仍然無法解釋為何有些粒子有質量，而類似於中子的另一些粒子無質量的現象。

2008年歐洲核子研究中心（CERN）的大型強子對撞機研製成功並投入使用。2012年7月4日，該中心在瑞士日內瓦召開發佈會，宣佈他們在大型強子對撞機中探測到了與希格斯玻色子特性一致的新粒子。2013年3月14日，歐洲核子研究組織發文證實先前探測到的新粒子是希格斯玻色子。

恩格勒教授則與比利時科學家布勞特教授（Robert Brout）一起領銜參與了對上帝粒子存在論的肯定，並率先撰文發表這一理論。因此，恩格勒、希格斯、及歐洲核子研究中心共同獲得2013年阿斯圖裡亞斯親王科學技術獎。布勞特教授已於2011年去世，而諾貝爾獎只頒發給仍在世的科學家，布勞特教授在此次的諾貝爾獎中也沒有被提名。



資料來源:
大紀元《諾貝爾物理獎得主發現賦予物質質量的「上帝粒子」》