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宇宙萬物皆有質量，但質量的來源是什麼？ 隨著歐洲核子中心日前宣布很可能發現了“上帝粒子”，這個終極問題有望得到解答。 為了詳細了解“上帝粒子”及中國科學家參與研究的情況，記者採訪了中國科學技術大學教授劉衍文。

構成宇宙萬物的最小物質單位是基本粒子，包括夸克、電子等，而要解釋這些基本粒子的質量來源，必須找到最後一種基本粒子：被稱作“上帝粒子”的希格斯(Higgs)粒子。 過去30年，全球粒子物理學家都在苦苦追尋“上帝粒子”的踪跡，位於瑞士日內瓦市郊的歐洲核子中心與美國費米實驗室是兩個主要研究平台。


畢業於中科大少年班的劉衍文，從1999年起進入日內瓦大學攻讀博士，此後一直在歐洲核子中心與美國費米實驗室參與科研。  2008年，歐洲核子中心建成啟用了全球能量最大的強子對撞機，來自幾十個國家的數千名學者參與研究。 作為來自中國的學者之一，劉衍文從參與分析第一批數據開始，經歷了發現“疑似上帝粒子”的全過程。



“新粒子不是一下子發現的，是長期數據積累的結果。”據劉衍文介紹，在前3年上億次數據採集、分析的基礎上，歐洲核子中心的科學家們在2011年逐漸發現了一些新粒子存在的跡象。  “到2012年數據中新信號的統計顯著性可以讓人信服，新粒子是確實存在的。”



2012年6月下旬，歐洲核子中心內部決定在7月4日公佈這個重大發現。  “從對撞機上取下最後一批數據，分析出結果，再在3000多人的合作組內通過評審，留給科學家的時間實際上只有兩週。”劉衍文說，工作強度非常大，很多人都有連續工作通宵的經歷。



“目前宣布的這種新粒子，表現出的特徵與理論​​預期極為接近，但從科學角度還不能100%斷定它就是'上帝粒子'。”劉衍文透露，歐洲核子中心將從2013年起把對撞機能量從8TeV提高到​​14TeV，進一步通過實驗測量其性質。



“如果最終確認為'上帝粒子'，那麼這將是人類探索自然過程中的一大步，使我們能站在一個新的高度，思考我們身處的這個宇宙。”劉衍文說，基礎科學的每一個重要進步，都有可能大大推動應用科研的發展。  “從科學意義上講，發現'上帝粒子'比人類登上月球更重要。”


在歐洲核子中心的ATLAS和CMS兩大研究組，共有來自世界各國的7000多名科學家參與工作。  “因此，很難說這種新粒子是由哪個國家或者哪個人發現的。”劉衍文認為，這個成果應該屬於全人類。


據了解，在歐洲核子中心參與研究的中國科學家來自五個科研單位，分別是中國科學技術大學、中科院高能物理研究所、北京大學、南京大學與山東大學。 中國科研人員約佔中心總人數的百分之一，其中來自中科大的團隊人數最多，達到20人。


為尋找“上帝粒子”，中國科學家在儀器研製、設備調試、數據分析等方面作出了重要貢獻，在歐洲核子中心贏得了良好的國家聲譽。  “歐洲核子中心給​​所有的外​​來學者提供工作環境，但不發工資。”劉衍文說，中國學者們的經費都來自於科技部、中科院與國家自然科學基金委員會。  “我們能代表中國參與這一全球重大科研活動，背後是國家力量的長期支持。”