彼得·希格斯和弗朗索瓦·恩格勒特等待了 48 年,他們的理論才被實驗證明,又多等了一年才獲得最終的科學認可:諾貝爾獎。
瑞典皇家科學院今天上午宣佈,今年的物理學獎將頒給兩位科學家,他們在 1964 年預測了一種微小而重要的粒子——希格斯玻色子的存在,當時探測它的技術還遠未出現。理論家的遠見在 2012 年 7 月 4 日得到了回報,當時世界最大的粒子加速器——位於瑞士日內瓦 CERN 實驗室的大型強子對撞機 (LHC) 的研究人員宣佈,他們發現了一種與希格斯描述相符的粒子。玻色子是物理學家理解宇宙的核心,負責構成星系、行星和人類的原子質量。
希格斯和恩格勒特是今年獲獎的熱門人選。事實上,媒體的猜測非常狂熱,以至於據報道彼得·希格斯去度假時沒有帶手機,以躲避喧囂。“傳言說他這周剩下的時間都躲起來了,”諾貝爾委員會成員、瑞典烏普薩拉大學的奧爾加·博特納在宣佈後接受電視採訪時說。“由於這個獎項如此受期待,他知道無論如何,如果他獲獎,就會有一場新聞風暴,如果他沒有獲獎,仍然會有一場新聞風暴。”
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雖然諾貝爾委員會不得不透過電子郵件告知希格斯他獲獎的訊息,但它透過電話聯絡到了 80 歲的恩格勒特。“你可以想象這當然不是非常令人不快的,”這位比利時科學家在諾貝爾獎宣佈活動中說。“我很高興獲得這份認可。”恩格勒特是布魯塞爾自由大學的名譽教授,他與 2011 年去世的同事羅伯特·布勞特一起預測了希格斯玻色子的存在(諾貝爾獎不追授)。獨立地,英國科學家彼得·希格斯(現為愛丁堡大學名譽教授)在同一年得出了相同的預測。
根據該理論,粒子透過與所謂的希格斯場相互作用而獲得質量,希格斯場被認為瀰漫在空間中,就像游泳者在泳池中移動時會被淋溼一樣。場的物理表現形式,即希格斯玻色子,最終被探測到。這一發現使物理學界強烈呼籲諾貝爾獎認可希格斯和恩格勒特。“我很高興看到這個獎項被頒發,”伊利諾伊州巴塔維亞費米實驗室的唐·林肯說,他曾參與 LHC 的 CMS 實驗,這是發現該粒子證據的兩個探測器之一。“這是一段漫長的旅程,但瑞典皇家科學院做對了,他們等待了 CERN 實驗室的科學家證實了這一預測。就我個人而言,我很高興在這一發現中發揮了微小的作用。”
諾貝爾獎是科學界最高的榮譽。按照傳統,物理學獎每年最多頒發給三個人——這項規則禁止委員會認可其他理論家對希格斯玻色子預測的貢獻,例如傑拉爾德·古拉爾尼克、湯姆·基布林和卡爾·哈根,他們於 1964 年在倫敦帝國學院合作,獨立預測了一種類似於希格斯機制的粒子質量賦予機制。“瑞典皇家科學院(和諾貝爾遺囑)的規則不允許更多人被包括在內,這很遺憾,因為有很多傑出的貢獻者,”林肯說。
今年的獎項也沒有表彰 CERN 的約 6,000 名實驗人員,他們幫助發現了希格斯玻色子,儘管諾貝爾委員會在其公告中明顯地表揚了 LHC 的成就,公告中認可了希格斯和恩格勒特“在亞原子粒子的質量起源機制的理論發現方面做出的貢獻,並且該機制最近已透過 CERN 大型強子對撞機的 ATLAS 和 CMS 實驗對預測的基本粒子的發現得到證實。”
霍華德·戈登是長島布魯克海文國家實驗室的一位物理學家,他參與了 ATLAS 專案,他說他今天“很幸運”能夠參加 ATLAS 合作會議,因為他觀看了諾貝爾獎的現場公告。“馬拉喀什房間裡的 300 人都爆發出自發的掌聲,祝賀兩位理論家,”他在給《大眾科學》的電子郵件中寫道。
諾貝爾獎的審議過程是保密的,但今年獲獎者宣佈時間推遲了一個小時,這表明這次情況並非易事。“關於獎項的決定是在宣佈的當天做出的,”博特納說。“所以有討論,也應該有討論。今天進行了一次非常好的討論,我們最終確定了這個獎項。”
有關希格斯粒子發現的更多資訊,請檢視《大眾科學》電子書《希格斯玻色子:尋找上帝粒子》。