2012年:或是物理学的突破年

【大纪元2012年02月10日讯】物理学家认为,2012年不是“世界末日”。在2011年12月13日,一直被媒体和普通人关注的欧洲大型强子对撞机(LHC),在这个对撞机上一直工作的四个探测器工作组中的两个举行联合学术报告,对同行和媒体透露他们对最新数据作出的最新分析结果。

在举行联合学术报告之前十天,网上已经疯传探测器工作组ATLAS和CMS研究的结果,其结果与寻找希格斯粒子(上帝粒子)有关。

2011年的大新闻

据《南方周末》报导,自从粒子物理学家80年前开始用对撞机这类大型玩具寻找各种粒子以来,这是第一个与众不同的粒子。1995年粒子物理学家发现了顶夸克,在那之后,已经有16年没有发现任何新粒子了,但在2012年很可能被打破。

去年年终,著名物理新闻和科普网站“物理世界”(PhysicsWorld)总结了物理学2011年十大进展,但并没有将大型强子对撞机找到希格斯粒子(即“上帝粒子”)的证据包括进去。

2011年物理界另一个比希格斯的发现更加重大的新闻,同样与欧洲核子中心有关:位于意大利Gran Sasso国立地下实验室的中微子实验OPERA在9月22日宣布,他们测量到了中微子的速度超越了光速!OPERA接收到的中微子来自于欧洲核子中心,两地距离大约为730千米。

如果中微子真的超光速了,那么整个物理学基础必须重新考虑了。因此,OPERA说,他们已经考虑实验中各种可能出现错误的地方,但没有找到,只好将结果用学术论文的形式公布出来,让全世界物理同行来检查。这篇论文在网上出现后,已有一百多篇论文讨论中微子超光速问题。

而且与希格斯粒子的证据一样,中微子超光速同样没有被“物理世界”列为物理学2011年十大进展。

ATLAS和CMS的证据

去年12月13日,欧洲核子中心大型强子对撞机上的两个探测器研究组,ATLAS和CMS(每个组的人员都不少于三千人)将其对2011年一年的数据分析结果公布。他们分析了海量数据中含有的希格斯粒子的信息,且有较强的证据:这个粒子的质量大约是125GeV左右,这里一个GeV是10亿电子伏特,一个质子的质量大约是一个GeV。

ATLAS是英文A Toroidal LHC Apparatus(一台环形LHC仪器),是目前世界上最大的探测器,长46米,高25米,重七千吨。ATLAS的领导人、意大利籍的Fabiola Gianotti在联合报告中称,ATLAS以99.9%的置信度看到了希格斯粒子的踪影。

据悉,在物理世界中,99.9%实在不算一个接近100%的数字。粒子物理学家在1995年发现顶夸克后制定了一个不成文的标准是:实验的置信度必须至少是99.99994%,也就是说,发现是虚幻的可能只有不到千万分之六的可能。根据统计学,这个数字相当于物理学家得到的信号超过所有可能的误差的5倍。

CMS是英语Compact Muon Solenoid缩写(紧致渺子螺管),是比ATLAS小的探测器,长21.5米,高15米。这台探测器虽然比ATLAS小,却重达一万两千多吨。原因是需要强大的磁场是来弯曲高能带电粒子从而测量它们跑得多快,而产生强大的磁场需要很多铁。

CMS领导人是62岁的Guido Tonelli,与ATLAS的领导人Fabiola Gianotti一样来自意大利。CMS看到希格斯粒子踪影的置信度稍低些,大约有99%的置信度,同样,在粒子物理学中这是一个不可信任的置信度。

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本文网址: http://epochtimes.com/gb/12/2/10/n3508440.htm2012年-或是物理学的突破年  美东时间: 2012-02-09 21:38:02 PM 【万年历】
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