v 解釋質量何來 從無到有過程 上帝粒子雙傑奪物理學獎

2013年10月09日

解釋質量何來　從無到有過程上帝粒子雙傑奪物理學獎

1,852

適中字型 較大字型

■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。

【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。

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