这是高能光子对撞后形成粒子的运动轨迹模拟图，由欧洲核子研究中心于2011年12月13日发布。

大型强子对撞机位于日内瓦近郊的欧洲核子研究中心

7月4日，在日内瓦举行的发布会上，提出“上帝粒子”概念的英国物理学家希格斯(左)和Atlas研究组发言人吉亚诺蒂交谈。

7月4日，瑞士首都日内瓦一场学术报告会震动科学界:欧洲核子研究中心(简称:CERN)宣布，他们发现一种新的粒子，特征与正在寻找的希格斯玻色子即“上帝粒子”相符合。希格斯玻色子是物理学界长期以来试图发现的一种粒子，它是否存在是长达半个多世纪未解的物理难题。发现希格斯玻色子对研究物质为何有质量和宇宙形成，有着至关重要的作用。

新发现

它就是“上帝粒子”

北京时间7月4日下午3时，欧洲核子研究中心(CERN)举行的学术报告会正式开始，CERN所长率先上台发言。他说:“今天是一个特殊的日子，第一次高能物理跨洲际视频会议召开。”他说，将介绍某个特殊的粒子数据，但是开玩笑说忘记这个粒子叫什么了。就这样，发布会在一种轻松气氛中开始了。

CMS和Atlas是CERN寻找希格斯玻色子、额外维度以及暗物质粒子的两个小组。CMS是紧凑型μ子螺旋磁场探测器的简称;而Atlas是超环面仪器的简称。两个小组实验目的一样，但是两者的磁铁系统采用了完全不同的技术和设计。在当天的发布会上，CMS和Atlas的发言人分别上台宣布了各自的发现。

CMS实验组的发言人乔·因坎迪拉首先上台，他说，他们发现了一种疑似“上帝粒子”的新粒子。他说:“这是一个初步的结果，但十分有力。”随后，Atlas实验组的发言人吉亚诺蒂上台宣布，他们同样观测到了新玻色子(玻色子是粒子的一种)。

据路透社报道，两个研究组都在能量是125至126吉电子伏特之间时，发现新粒子。CERN说，新粒子质量已确定，大约是质子的125至126倍，而且在统计学上有极高的确定性。因坎迪拉称，新发现的粒子是一种玻色子，也是迄今为止所发现的最重的玻色子。

在随后的新闻发布会上，CERN的声明更加直截了当:“新发现的粒子与长期寻找的希格斯玻色子相一致。”

确定还需更有力证据

但相一致不代表就是，这需要科学家更加精确地证明新粒子的特征和特性。在把误差缩小至既定范围后，才能正式确定是否这就是“上帝粒子”。

根据CERN两个实验组的数据，发现“上帝粒子”的统计确定性为5西格玛，或5标准差。5西格玛，换算成统计误差率，大约为0.00006%，也就是说，新发现的粒子有99.99994%的可能是“上帝粒子”。在粒子物理学界，若要证实某一发现，数据统计确定性需要达到5标准差;若要作为证据，统计确定性必须达到3标准差。

CERN主任霍伊尔很形象地解释了这个新发现:“作为一个外行人，我会说我们已经发现它(希格斯玻色子)了，但作为一名科学家，我不得不问一句，‘我们发现的是什么’。所以，我只能宣布，我们发现了一种玻色子，现在我们正在确认它是怎样的一种玻色子。”

研究人员表示，目前的发现还处于初步阶段，他们预计未来几个月更多的实验能够带来更多的数据。而在科学界，如果统计结果概率超过99%，那么物理学家一般会声称他们有“强有力的证据”宣布某项发现的存在。目前，研究人员所面临的一项关键任务就是确定该粒子是否具备希格斯玻色子理应具备的特定属性。

最后一个粒子

在物理学界，根据“标准模型”的粒子物理学理论，构成物质的亚原子结构分成3大类:夸克、轻子与玻色子。但这个模型在把各种粒子归类与统合的同时，存在一个致命缺陷:无法解释物质质量的来源，以及为何有些粒子有质量，而有些粒子没有质量。

1964年，希格斯提出“希格斯场”的存在，并和其他5位物理学家，预言了希格斯玻色子的存在。希格斯假设，希格斯玻色子是物质的质量之源，是电子和夸克等形成质量的基础，其他粒子在希格斯场中游弋并产生惯性，进而形成质量，构筑成大千世界。

希格斯认为，在137亿年前的宇宙大爆炸过程中，形成一种无形却到处存在的场，希格斯玻色子就存在于这个场内。当有些粒子在与希格斯玻色子遭遇时，它们会降低速度，获得质量，而另一些粒子则会不受阻碍地继续前进。

“标准模型”预言了62种基本粒子的存在，1995年3月2日，美国费米实验室向全世界宣布他们发现了顶夸克时，61种粒子已获实验证实，希格斯玻色子成为最后一个未被发现的粒子。

靠设备，也要靠运气

质子以光速对撞会生成亚原子，科学家就在繁多的亚原子残骸中寻找希格斯玻色子的信号。由于质子质量不同，所形成的亚原子信号各不相同，数以万亿计，因此，寻找希格斯玻色子的任务艰巨而具有“运气成分”。

几十年来，许多顶级物理研究机构曾试图通过对撞试验寻找希格斯玻色子(为何要通过对撞试验寻找，详见A03版)，但都没有成功。直到2008年，耗资26亿英镑的大型强子对撞机在欧洲核子研究中心投入使用，作为迄今为止人类制造的最大规模粒子加速器，它成为最有希望找到“上帝粒子”的物理实验设备。

果然，2011年12月，欧洲核子研究中心宣布，从大型强子对撞机的数据中发现了希格斯玻色子存在的迹象。2012年2月，大型强子对撞机质子束运行能量提高了0.5亿电子伏特，达到4万亿电子伏特，进一步增加了找到“上帝粒子”的可能。

2012年3月7日，美国费米实验室发布消息说，对希格斯玻色子实验数据分析取得进展，距找到希格斯玻色子可能已“路途不远”。为找到希格斯玻色子，费米实验室启动了加速环总长为6.3公里的正负质子对撞机。通过对质子束和反质子束对撞结果的数据分析，费米实验室说，粒子质量范围是115至135吉电子伏特。但费米实验室物理学家罗塞尔说:“很遗憾，这些线索还不够，不能得出结论--希格斯玻色子存在。”

7月2日，美国能源部下属的费米国家加速器实验室宣布，他们得出的数据“强烈表明”希格斯玻色子的存在，不过，还需要根据欧洲大型强子对撞机的实验结果进一步证实。

在4日的发布会现场，提出“上帝粒子”概念的英国理论物理学家希格斯上台发表了讲话，他恭喜科研人员获得了这个伟大的成就，并眼含热泪地说:“在我的生命中竟然发现了如此不可思议的事情!”48年前，希格斯第一个预言“上帝粒子”的存在，从此，科学界开始了曲折的探索之路。

研究过程

霍金赌输了?

新闻链接

霍金赌输了?

欧洲核子研究中心7月4日宣布的“新发现”，虽然是初步的，还需进一步证实。但这样的结果很可能令大名鼎鼎的英国理论物理学家斯蒂芬·霍金赌输。

关于希格斯粒子的存在问题，霍金持和希格斯相反的观点。2008年，他甚至下100美元赌注，打赌“上帝粒子”不存在。他说:“实验将证明有些东西搞错了，我们都必须重新思考。”(综合新华社、《中国日报》报道)