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3 疯狂的实验(第3页)

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首先,它不一定存在。

标准模型需要一些机制来打破弱相互作用和电磁相互作用之间的对称性,但这个机制不一定是布劳特、恩格勒和希格斯所描述的。

其他物理学家也提出了不同的模型,当然没有那么优雅,但这也不是自然界第一次选择与我们想象的不同的路径。

其次,即使掌握了这个非常重要的机制,理论上也没有什么能阻止希格斯玻色子像电子一样轻,或者比大质量的W和Z玻色子重10倍。

探索它的可能性范围是巨大的。

如果希格斯粒子是轻粒子,它的间接效应就应该在许多探索过程中已被发现,而不必建造大型加速器来产生它。

另外,如果它质量很大,除了建造一个足够强大的加速器,没有其他捷径。

追寻悄悄地开启了,但事情从一场错误的警报开始有了疯狂的节奏。

1984年的夏天,在我们发现W和Z玻色子的几个月之后,在德国汉堡附近的Desy实验室,正负电子对撞机DORIS最近刚进行了升级。

从最初的几个月开始,探测器开始记录一些非常奇怪的东西。

在8.33GeV左右,一些非常特殊的状态正在发酵,典型的“中性和不稳定的东西”

以一种无法解释的频率衰减。

令人兴奋的是,这是一个明确的信号:一切都表明希格斯玻色子已经出现了。

这一发现在最负盛名的场合宣布,即在德国莱比锡举行的高能物理国际会议上。

这是一颗重磅炸弹,立即引发了激烈的反响和讨论。

当其他团体探究到相同的信号时,问题就解决了:没有人看到它们。

DORIS自己的物理学家在收集了更多的数据后,最终承认信号从未返回过。

没有人知道这到底是一个错误,还是统计上的恶性波动。

在接下来的几十年里,寻找希格斯玻色子的过程中陆续出现其他错误的警报,但是,这颇具争议的第一次警报的作用,是将发现希格斯粒子的重要性推向了关注中心。

从那时起,所有新的实验都把大量的注意力投到希格斯粒子的研究上。

“指环王”

—各式各样的储存环

要发现新的粒子,首先需要的是一个能够产生它们的加速器。

也就是说,这个粒子加速器能够让碰撞发生,并且在碰撞中形成的能量大于要产生的粒子的质量。

这是爱因斯坦著名的质能等价理论的应用。

当一束粒子与另一束粒子相互碰撞时,碰撞的能量可以转化为质量:碰撞的能量越大,产生的粒子质量越大,我们就越接近大爆炸之后宇宙的最初时刻。

因此,加速器的竞赛越来越激烈了。

用于碰撞的粒子,人们使用的通常是最常见的粒子,其中包括带电荷粒子:电子、质子,有时还包括它们的反粒子(正电子和反质子)。

电荷必不可少,因为可以利用电磁定律使它们加速,并且让它们保持在轨道中。

强电场会产生增强其能量所需的加速度,而强磁场会使加速粒子的轨迹弯曲,使其绕着环形轨道运动。

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