2009年進行的粒子對撞

　　據國家地理雜誌網站報道，美國進行的一項新的原子撞擊實驗結果顯示，所謂的「上帝粒子」實際上可能是5種截然不同的粒子。所說的「上帝粒子」也就是希格斯玻色子，長久以來，物理學家便一直尋找這種理論上存在的粒子。物理學家認為希格斯玻色子是宇宙萬物的質量之源，因此才有「上帝」之稱。

　　尋找希格斯玻色子是大型強子對撞機實驗的目標之一。3月，對撞機開始亞原子粒子對撞實驗，運行功率達到其最大功率的一半。根據廣泛接受的標準物理學模型，所有粒子通過與希格斯玻色子發生相互作用獲得質量。

　　一些理論家認為希格斯玻色子並不單單指一種粒子，而是多種質量相似但所帶電荷存在差異的粒子。美國伊利諾斯州巴達維亞費米實驗室的研究人員指出，他們發現了能夠證明這種「多種粒子理論」的證據。有關「上帝粒子」的單一粒子理論就此面臨挑戰。

　　在費米實驗室萬億電子伏粒子對撞機最近進行的一項名為「DZero」的實驗中，科學家發現質子和反質子相撞更多地是產生物質粒子而不是反物質粒子。研究報告聯合執筆人、費米實驗室理論物理學家亞當·馬丁表示，兩者之間相差很少，不到1%，但無法利用假定只存在一種希格斯玻色子的標準模型加以解釋。馬丁說：「這種影響實際上非常小，但如果將標準模型中所有最初原則考慮在內，這種影響仍遠遠超過我們的想像。」

　　標準模型假設只存在一種希格斯粒子，無法解釋DZero實驗的結果。如果科學家假定希格斯玻色子實際上是指5種粒子——也就是對標準模型進行擴展，形成雙希格斯二重態模型——DZero實驗的結果便可以解釋。馬丁說：「在對標準模型進行擴展時，我們加入了新的粒子和新的交互作用。新的交互作用對物質和反物質區別對待，因此能夠促使實驗中出現更大的影響。」研究結果於最近刊登在物理學研究網站arXiv.org上。

　　科學家表示，如果存在多個希格斯玻色子，它們可能與物質發生不同的相互作用，讓標準模型以外未發現的新物理學呈現在我們面前。馬丁說：「很多擴展標準模型的計畫第一步都是添加更多希格斯玻色子。」

　　費米實驗室理論物理學家克裡斯·奎格並沒有參與此項研究。他指出，雖然這項實驗非常引人注目，但實驗結果仍只是初步的。「任何東西都無法讓我懷疑結果，但如果結果非常出人意料，我們便要嚴肅認真對待。我們不能過早地下結論，這一點非常重要。」

　　如果馬丁的研究小組是正確的，即希格斯玻色子實際上是指5種不同的粒子，瑞士的大型強子對撞機可以驗證他們的結論。研究報告聯合執筆人馬丁說：「我們認為這些希格斯粒子不會太重，一定可以借助大型強子對撞機發現它們。」

　　伯明翰大學物理學家、大型強子對撞機ALICE(大型離子撞擊實驗的英文縮寫)項目負責人大衛·埃文斯在電子郵件中指出：「我個人認為不可能存在5種不同的希格斯粒子。如果最終證明確實存在，大型強子對撞機將變得更令人興奮。」