大型強子對撞機中發(fā)生的每一次質子－質子對撞，都會產生大量接近光速向外飛散的粒子。正是從這些亂麻中找出的線索，幫助科學家發(fā)現(xiàn)了新的粒子。
10月8日，雖然推遲了一個小時公布，2013年的諾貝爾物理學獎還是毫無懸念地授予了“上帝粒子”的追隨者們——彼得·希格斯和弗朗索瓦·恩格勒，以表彰他們對“上帝粒子”所做的預測。
“上帝粒子”的正式名稱是希格斯玻色子，理論上認為是構成宇宙的最基本組成部件之一。科學家們提出的物理學標準模型預言了這種粒子的存在，其作用是解釋為何其它粒子會擁有質量。
隨著諾獎的出爐，“上帝粒子”再次名聲大噪。然而微觀世界中，“上帝粒子”還有許多“小伙伴”，有那些對我們來說并不陌生的質子、中子、電子，還有光看名稱就足以令普通讀者皺眉的夸克、中微子、玻色子……
北京大學百人計劃研究員、物理學院曹慶宏教授告訴科技日報記者，除了諾獎新貴希格斯粒子，在粒子物理學“標準模型”中還包括強子、輕子、規(guī)范玻色子。
作為宇宙最基本的組成物質，它們身上有著哪些已知和未知的秘密？在人類探索自身乃至宇宙奧秘的過程中，它們又扮演著怎樣的角色？
夸克
6種類型已被實驗觀測到
·知道
1964年，美國物理學家默里·蓋爾曼和G.茨威格各自獨立提出了中子、質子這一類強子是由更基本的單元——夸克（quark）組成的。曹慶宏解釋說，夸克還可以分成6種：構成質子和中子的是較輕的上夸克和下夸克，另外還有較重的奇夸克、粲夸克、底夸克和頂夸克。夸克互相結合，形成強子，強子中最穩(wěn)定的是質子，它和中子是構成原子核的單元。
目前，夸克的六種類型已經全部被加速器實驗所觀測到。1974年，華裔科學家丁肇中和他的合作者發(fā)現(xiàn)了一個質量約為質子質量3倍的長壽命中性粒子。在公開發(fā)表這個發(fā)現(xiàn)時，丁肇中把這個新粒子取名為J粒子。與此同時，美國人里希特也發(fā)現(xiàn)了這種粒子，并取名為ψ粒子。后來人們就把這種粒子叫作J/ψ粒子。J/ψ粒子具有奇特的性質，其壽命值比預料值大5000倍；這表明它有新的內部結構，不能用當時已知的3種夸克來解釋，而需要引進第四種夸克即粲夸克來解釋。J/ψ粒子的發(fā)現(xiàn)大大推動了粒子物理學的發(fā)展。為此丁肇中和里希特共同獲得1976年諾貝爾物理獎。
華裔高能物理學家葉恭平曾指出：“宇宙剛開始瞬間，只是基本粒子存在的狀態(tài)，找齊6種夸克等基本粒子，將可以協(xié)助科學家回溯宇宙的初始階段。因此，可以知道宇宙由過去到未來的演化歷程。”
·不知道
于1994年在美國費米實驗室被觀測到的頂夸克，是夸克家族中最后發(fā)現(xiàn)的一種。目前關于頂夸克，人類了解得非常少，也是這一領域中比較熱門的研究方向之一。曹慶宏指出，科學家們希望通過對這種粒子的研究，構建一個更加完美的理論物理的模型。