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        几个月后，世界上最大的加速器一一大型强子对撞机(Large Yiadron Collider，缩写为LHC)将在日内瓦附近的欧洲核子中心(CERN)开始运转。但在若干年内，它的风头很难盖过美国费米实验室(Fermilab)，位于伊里诺伊州的巴特维亚市)的万亿电子伏特加速器(Tevatron)。因为在万亿电子伏特加速器上，人们似乎找到了独立的顶夸克( top quark )——2006年12月，这一发现被公之于众。多年来，科学家一直在苦苦寻找希格斯粒子，迄今一无所获。独立顶夸克的现身，有助干缩小希格斯粒子(Higgs particle)的搜索范围，有可能使费米实验室在这场“寻宝大赛”中占得先机。

        1995年，费米实验室的科学家在正反质子的对撞中，首次发现了顶夸克一一这是6 种夸克中最重、最神秘的一种。正反质子的对撞同时产生了顶夸克和它的反粒子。正反顶夸克通过强相互作用结合在一起，形成正反顶夸克对。根据粒子物理的标准模型，顶夸克也有极小的几率，可能在粒子碰撞中通过弱相 互作用而产生。(强相互作用可以将夸克束缚在一起，而弱相互作用则会引发放射性衰变，还会使夸克从一种“味”变成另一种“味”。) 不过，这种由弱相互作用产生的顶夸克可以单独出现，而没有反顶夸克伴随左右(另一种不同的反夸克一一反底夸克，会和顶夸克一起出现)。
        独立的顶夸克不仅产量极少，特征也不够明显。美国加利福尼亚大学河滨分校的物理学家安·海因森(Ann Heinson)说：“那些看起来很像是独立顶夸克的粒子信号，总是处于很强的本底噪声信号之中，让人难以分辨。”海因森合作领导了DZero研究小组，这个小组和另一个研究团队都在利用万亿电子伏特加速器寻找独立的顶夸克。
        在2002年以来记录的上万亿次粒子对撞中，DZero小组目前已经识别出62例似乎有独立项夸克出现的事件。尽管算不上确凿的证掘，但这些数据仍然大大增强了这些研究人员的信心，他们希望击败欧洲核子中心的大型强子对撞机，用万亿电子伏特加速器率先捕捉到希格斯粒子。希格斯粒子是粒子物理标准模型预言的一种粒子，又被称为“上帝粒子”，它可以解释为什么质子、中子和其他物质会拥有质量。
        探测独立的顶夸克，被视作利用万亿电子伏特加速器寻找希格斯粒子的一场预演。DZero希格斯物理研究组的另一位领导者、法国巴黎大学的格雷戈里奥·贝尔纳迪( Gregorio Bernardi )说：“如果希格斯粒子拥有相对较小的质量，它的衰变特征就会与独立顶夸克类似——衰变成一个W 粒子、一个底夸克和一个反底夸克。”这种相似性使该小组可以把探测独立顶夸克所用的先进分析技术，直接用来搜寻希格斯粒子。海因森补充说：“对于独立顶夸克的本底信号(即影响测量的背景干扰信号)，我们改进了分析与建模方法，这些进步都可以直接套用到对希格斯粒子的探测上。”万亿电子伏特加速器在本底噪声信号方面，比大型强子对撞机更有优势。在万亿电子伏特加速器中，质子与反质子对撞，因此它们的组成成分——夸克和反夸克也会直接相撞。而在大型强子对撞机中，质子与质子发生对撞。夸克最终会与反夸克相撞，不过 这个反夸克出现在一片正反夸克对不断出现和消失的虚粒子海洋之中一一这无疑增加了数据分析的难度。
        目前看来，万亿电子伏特加速器进展顺利。2007年1月，费米实验室碰撞探测器(Collider Detector at Fermilab，CDF)国际合作研究组宣布，他们将W波色子的质量限定在了0.06%的误差范围以内，这是迄今测得的最好结果。对W粒子质量的最新测定，将希格斯粒子的质量上限从166 GeV降到153 GeV，因此希格斯粒子的质量处于其质量下限114 GeV 附近的可能性有所增加。(根据爱因斯坦的质能方程，能量等价于质量， 因此1 GeV，即10亿电子伏特，就相当于1.79× 10负27次方 千克。)
        CDF研究组成员、意大利帕多瓦大学的托马索·多里戈(Tommaso Dorigo)指出，如果希格斯粒子的质量接近114 GeV，大型强子对撞机找到希格斯粒子的难度就会比万亿电子伏特加速器更大。大型强子对撞机需要探测由希格斯粒子衰变产生的两个伽马光子，它们往往处于强烈的本底噪声信号中。万亿电子伏特加速器 测的，则是希格斯粒子衰变产生的底夸克和反底夸克，难度要小得多。
        不过，费米实验室也许无法发现质量超过130 GeV的希格斯粒子，因为万亿电子伏特加速器的对撞能量只有大型强子对撞机的1/7。欧洲核子中心的实验物理学家戴维·普拉内 (David Plane)解释说，如果希格斯粒子真有这么重的话，大型强子对撞机很快就能找到它们。不过普拉内也承认：“在寻找较轻的希格斯粒子方面，万亿电子伏特加速器几乎是无可替代的，这一情况至少可以维持到2010 年以后。”

备注：

        上帝粒子：粒子物理标准模型，是列出宇宙中所有的基本粒子，并描述他们相互作用的法则。这种模型所预言的许多基本粒子已经被实验所发现并证实，然而它的理论基石——希格斯粒子——却始终没有被人发现。按照标准模型的假设，希格斯粒子是物质的质量之源，其他粒子在希格斯粒子构成的“海洋”中游弋，受到希格斯粒子的作用而产生惯性，这才拥有了质量。在这一基础上，所有的粒子相互作用，统一于标准模型之下，构筑出大千世界。所以，上帝创造了万物，而构建起万物质量的基石——希格斯粒子，也就被称为“上帝粒子”。

        希格斯粒子的确认过程：在2002年以前的上万亿次碰撞中，费米实验室的DZero研究小组发现了62例记录到独立顶夸克出现的事件。德国卡尔斯鲁厄大学的托马斯·米勒(Thomas Müller)说：“数据必须经过至少两次，甚至三次反复确认，才能真正为科学研究所用。”他是费米实验室CDF研究组的成员，这个研究组也在万亿电子伏特对撞机上寻找独立的顶夸克。DZero研究组的成员安·海因森预计，不出一年，SZero研究组就能够分析足够大量的数据，确凿无疑地辨别出一个独立顶夸克。

撰文  亚历山大·埃勒曼( Alexander Hellemans )