科技日報:如果這次能夠確認發現了希格斯粒子,將對物理學有哪些意義?
陳國明:如果能證實這次發現的就是希格斯粒子,將是里程碑式的成就,使物理學邁出一大步。
粒子物理的標準模型之所以能被廣泛接受,就是因為這個體系中的其他粒子都已經找到,和宇宙大爆炸也不沖突,證據基礎非常扎實。而像超對稱理論中預言每種已知的粒子都有一種伴子,但至今一種伴子都沒有找到;超弦理論同樣也沒有證據。如果能確認希格斯粒子確實存在,物理學標準模型作為理論基礎將更加堅實,從而推動物理學家探索其他前沿問題。
科技日報:當確認發現希格斯粒子之后,粒子物理學還要解釋哪些懸而未決的問題?
陳國明:即使這次終于發現了希格斯粒子,仍遠遠不意味著粒子物理學即將畫上圓滿句號。物理學標準模型不是萬能的,像暗物質、暗能量、物質與反物質不對稱等問題,它都不能解釋。而根據現有理論,我們的宇宙組成中有73%是暗能量,23%是暗物質,只有4%是目前理論所能解釋的物質。
此外,目前人們認為夸克和輕子是最基本的粒子,它們是否還由更小的粒子組成,是否能組成不同于質子、中子的其他形態,也還需要進一步的研究。
科技日報:如果證明希格斯粒子不存在,或者這次發現了一種不符合現有理論的新粒子,是否會像19世紀末催生量子力學和相對論的經典物理學“兩朵烏云”(邁克爾遜-莫雷實驗和黑體輻射實驗)那樣,給現代物理學體系帶來革命性的沖擊?
陳國明:這次發現的結果,并不能完全排除發現的是超對稱希格斯粒子或其他的粒子。如果是這樣,可能確實會給物理學理論體系造成不亞于類似“兩朵烏云”的重大沖擊,像媒體說的那樣“大廈將傾”。不過,這次發現標準模型預言的希格斯粒子,概率還是很高的。
專家簡介
陳國明
1958年生,浙江天臺人,現為中國科學院高能物理研究所研究員。主要研究方向為粒子物理實驗,目前參與國際空間站阿爾法磁譜儀(AMS)的反物質和暗物質研究、歐核中心大型強子對撞機的緊湊繆子線圈(CMS)項目。(新華網)