上帝粒子是什么？

人们最早认为，原子是电子与荷正电的质子的混合物。到了1932年，也在卡文迪什实验室工作的詹姆斯·查特威克(JamesChadwick，1891—1937)才发现了不带电的质量几乎与质子一样的中子。于是原子核被解释成由强核相互作用，或强力，维持在一起的质子和中子的集合。

那时，这三种粒子——电子、质子和中子——似乎是构成一切物质的仅有基本粒子，但宇宙线研究和粒子加速器中高能粒子束互相轰击的实验却表明，还存在其他类型‘亚原子’粒子；不过这些‘新’粒子是不稳定的，它们将迅速‘衰变’成其他粒子簇射，以我们熟悉的电子、质子和中子告终。这样的粒子，应该曾经在大爆炸的高能条件下大量出现。

在1960和1970年代发展的夸克理论使局面趋于明朗。夸克理论认为，所有已知粒子可以分成两族。一族叫做强子，由夸克组成，另一族叫做轻子。由于单个的夸克不能独立存在，我们看到的每样东西的行为，仍然能够用1932年就已经知道的电子、中子和质子再加上电子中微子，以及四种基本力，相当准确地予以近似说明。

粒子按其在高密度或低温度时集体行为的不同可以分成两大类：一类是费米子，得名于意大利物理学家费米，另一类是玻色子，得名于印度物理学家玻色。区分这两类粒子的重要特征是自旋。自旋是粒子的一种与其角动量（粗略地讲，就是半径与转动速度的乘积）相联系的固有性质。量子力学所揭示的一个重要之点是，自旋是量子化的，这就是说，它只能取普朗克常数的整数倍（玻色子，如光子、介子等）或半整数倍（费米子，如电子、质子等）。

基本粒子中所有的物质粒子都是费米子，是构成物质的原材料(如轻子中的电子、组成质子和中子的夸克、中微子)；而传递作用力的粒子(光子、介子、胶子、W和Z玻色子)都是玻色子。

上帝粒子就是希格斯玻色子（或称希格斯粒子、希格斯子,Higgs boson）是粒子物理学标准模型预言的一种自旋为零的玻色子。它也是标准模型中最后一种未被发现的粒子。由英国物理学家希格斯（P.W.Higgs）提出，称为希格斯机制。在此机制中，希格斯场引起自发对称性破缺，并将质量赋予规范传播子和费米子。希格斯粒子是希格斯场的场量子化激发，它通过自相互作用而获得质量。也就是说如果没有这种粒子世界上的物质就会没有质量，其他粒子在希格斯玻色子构成的场中，受其作用产生惯性，从而有了质量。某种意义上讲是犹如上帝一般的存在。

为了发现希格斯玻色子，也为了探索宇宙的起源，世界各国共同资助欧洲核子研究中心兴建了了LHC。该设备位于瑞士和法国边境地区地下100米深的隧道中，总长约27公里。LHC上主要有4套大型实验装置，其中使用液体探测器的紧凑缪子线圈（CMS）装置是专门用来寻找希格斯玻色子和宇宙暗物质的，而使用晶体（双光子道）探测器的超面环仪器（ATLAS）装置则被用来寻找额外维度和质量起源（而质量起源同希格斯玻色子息息相关）等新物理学问题。

欧洲核子研究中心（CERN）2012年7月4日在瑞士日内瓦和澳大利亚墨尔本召开“高能物理跨州视频会议”，CERN主管罗尔夫・豪雅在会议上表示，他们发现了一种新的粒子，而这种粒子很可能就是寻找多年的“上帝粒子”――希格斯玻色子。CMS发言人Joe Incandela在会议上演示了观测数据，并给出了根据该数据进行运算的最终结果。该玻色子质量在125.3±0.6京电子伏（GeV），置信区间为5个标准差（即有99.99994%的可信度表明该粒子存在）。随后ATLAS主管Fabiola Gianotti女士也在发言中表示，他们项目也发现了新的玻色子，质量为126.5GeV，置信度为5个标准差。但她表示，这只能证明ATLAS观测到了新的粒子，究竟是不是希格斯玻色子还有待确认。但是给出的数据表明，ATLAS观测的新粒子与标准模型语言的希格斯玻色子相符的置信度已经达到了4.6个标准差――已经相当接近可以宣称为发现的5个标准差了！

希格斯玻色子理论的创始人皮特・希格斯教授也应邀出席了此次会议，这位83岁的英国老人兴奋的像个孩子，他向整个CERN表示了祝贺：“恭喜你们做出了伟大的成就。很高兴我能在活着的时候看到这一天的到来。”

理论物理学家霍金认为人类在很长一段时间内不可能发现希格斯玻色子。不过他为此打赌的100美金还没有输掉，因为今天的会议依然无法证实，发现的粒子就是希格斯玻色子无疑。

CMS小组也在其网站上表示，虽然我们发现了符合希格斯玻色子基本模型的粒子，但并没有确认发现希格斯玻色子，因为我们仅仅关注了该粒子的质量本身，它可能是其他具有该质量的粒子。为了确认我们所发现的就是希格斯玻色子，我们还需要确认它的自旋为0，正确的耦合比等等。这些将是我们今后的工作，但这个发现依然让人激动。

是的，无论确定与否，这都将是本年度甚至是今后十年间物理学界最重要的发现。罗尔夫・豪雅先生在会议结束前深情地向世界各地的科学家和爱好者表示，今天的成就是世界各国共同努力的结果（中间插一句，中国也在此项目上贡献了大量的人力物力），正是因为世界共同出资建设LHC以及配套的实验、计算设施，才有了今天的成功。“今天是历史性的里程碑，但仅仅是个开始”，“世界各国依然要在今后的工作中通力合作”。正如CERN官方宣称的那样：“希格斯玻色子触手可及”――“我们对宇宙的理解，将要改变！”

参考：1. 有道词典-百科，2.《我们对宇宙的理解，今后将会改变—欧洲科学家发现新粒子》，2012年07月05日，人民网。