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美國費米實驗室或宣佈發現上帝粒子能量區域


2000年,美國費米實驗室的工作人員正在安裝CDF探測設備的中央外圍軌道裝置


北京時間2月21日消息,據國外媒體報道,在世界媒體的聚焦關注之下,人們對於希格斯-玻色子早已變得不再陌生,但是有關美國費米實驗室「萬億電子伏特粒子加速器」(Tevatron)的科學家們將於近日宣佈一項「有趣」結果的消息還是引發了諸多期待。

  但是,這台加速器不是已經處於半退役狀態了嗎?可以這麼說,但是事實也並不完全如此。事實是,儘管這台房子般大小的巨型粒子加速器確實已經處於停工狀態,但是它之前進行的對撞實驗產生的海量數據尚需分析。

  羅伯特·羅瑟(Rob Roser)是加速器CDF實驗項目的首席科學家,根據他的說法,Tevatron產生的數據中隱藏着可以支持此前歐洲核子中心大型強子對撞機(LHC)結果的線索。並且,他還透露此項重要成果將於下月面向公眾公開發布。

  周五,美國科學促進會(AAAS)在溫哥華召開會議,在這次會議上,羅瑟表示:「我們將宣佈一項有趣的結果,至於究竟是我們發現了什麼還是否定了什麼,請拭目以待。」他這樣說真的吊足了人們的胃口。

  在這台巨型加速器關閉之後很長時間裏,物理學家們仍將有大量的工作可做。CDF實驗探測器獲得的數據中記錄着數十億次激烈的粒子撞擊事件,它們需要進一步分析。在對這些數據進行透徹分析之後,一個信號開始逐漸浮現。

  在大約125千兆電子伏特範圍附近,一個信號開始顯現,這一區域也正是歐洲科學家們發現存在一個峰值的地方。而這一位置也恰好是理論計算中認為希格斯-玻色子應當具備的能量範圍。

  但是別高興的太早。這個信號只是一個暗示,而非一項真正的發現。儘管之前羅瑟曾經表示3月份將要宣佈的這項消息將是一次「3Σ事件」。這是物理學家們的說法,用來表示某個信號是確實可信的。然而即使是一次所謂的「3Σ事件」,仍有大約0.1%的可能性這種信號是噪音或統計誤差。

  結合ATLAS和CMS兩項探測器數據結果,LHC探測到的這一信號是「真實」的置信度大約是4.3Σ,也就是說大約有99.996%的可能性這一信號是真實的。當然,也就是說仍然有0.004%的可能性這一信號並非真實的。

  因此,不管是LHC還是Tevatron設備的結果,都還需要進一步的分析,並進行更多的對撞實驗,以便獲得所謂的「5Σ信號」——這是物理學家們的「黃金標準」,或者更精確的說,其誤差可能性低於100萬分之一。

  但是不管怎樣,2012年對於粒子物理學家們而言將註定是一個令人興奮的年份。這是一場在一片非常遼闊的大海里打撈一枚非常細小的針尖的遊戲,在這場遊戲中,美國費米國家實驗室的物理學家們顯然準備搶得先機,他們將在歐洲同行們甚至都還沒完成熱身動作的時候就宣佈他們有關希格斯粒子的潛在線索。

  但自從2010年以來,歐洲人的加速器運行幾乎完美無瑕,他們在設備能級和複雜性方面都超越了Tevatron。但即便如此,建於1987年,已經較為老舊的Tevatron仍然具有它獨特的優勢,那就是它這麼多年來運行中所積累的海量數據。Tevatron設備所能達到的最高能級是1萬億電子伏特,這也是它得名的由來。而LHC設備的設計能級則是Tevatron的7倍。

  因此,隨着美國費米實驗室的物理學家們奮力分析多年來累積的數據,而歐洲同行們則不斷提升他們設備的能級水平,對希格斯粒子的搜尋範圍正在迅速縮小,因此,最終發現或是否定希格斯粒子,這都只是一個時間問題,甚至可能在今年之內就會水落石出

阿波羅網責任編輯:王和

來源:新浪科技

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