2014年2月23日晚，一场名为“希格 斯粒子发现之后：基础物理学向何处发 展”的论坛在清华大学举办，诺贝尔物理 学奖得主David Gross、Gerard‘t Hooft，菲 尔兹奖和基础物理学奖获得者Edward Witten，基础物理学奖获得者Nima Ar- kani-Hamed，基础物理学奖获得者Jo- seph Incandela，狄拉克奖和樱井奖获得 者Luciano Maiani，日本东京大学卡弗里 数物连携宇宙研究机构主任Hitoshi Mu- rayama，潘诺夫斯基实验粒子物理学奖获 得者、中国科学院高能物理研究所所长 王贻芳等8位世界一流物理学家作为嘉 宾参加论坛。他们共同探讨了希格斯粒 子发现对基础物理学的影响、基础物理学 发展方向以及中国可能发挥的作用。希 格斯粒子发现之后，基础物理向何处去， 这个话题不仅吸引了当天600多位论坛参 与者，而且也是物理学界同行以及难以数 计的关心科学进展人士热切关注的话题。

“上帝粒子”提出近50 年终获确认

013年的诺贝尔物理学奖颁给了呼 声甚高的希格斯粒子机制的发现者Fran- cois Englert和Peter W. Higgs。获奖理由 是“理论性发现了一种机制，有助于我们 理解亚原子粒子质量的起源，最近欧洲 核子研究中心（CERN）大型强子对撞机 （LHC）的ATLAS和CMS实验所发现的预 测中的基本粒子对其进行了确认”。

希格斯玻色子机制1964 年由Higgs 提出，他认为这种粒子是物质的质量之 源，其他粒子在这种粒子形成的场中游弋 并产生惯性，进而形成质量，再构成大千 世界。希格斯玻色子是宇宙标准模型中 唯一没有被确认的粒子，确认这个粒子将 对物理学产生重大意义。不过，直到2012 年，希格斯玻色子才获得科学界确认。其 中，LHC立下汗马功劳。

2010年，外媒称，参与LHC项目的科 学家表示，他们可能已经“接近”希格斯 玻色子。2011年12月13日，CERN召开 新闻发布会称，LHC 的两大探测器AT- LAS和CMS已经探测到一种轻量希格斯 玻色子的线索。不过当时科学家本人用 语谨慎，认为还需要下一步实验才能对 希格斯玻色子是否存在给出明确结论。

直到2012年7月4日，LHC的两大探 测器都宣布发现了一个质量在125~ 126 GeV范围内的类似希格斯玻色子。2 个实验组对于在对撞能量为7 TeV 和8 TevV（1 TeV=1000 GeV）实验中收集的全 部数据已基本完成了分析工作，进一步 肯定了该粒子的存在，发现了它与W、Z 玻色子以及第3 代夸克、轻子有相互作 用，并且测得其自旋为0。这意味着已经 确实发现了一个希格斯玻色子。CERN 大型强子对撞机CMS实验组的发言人， 美国加州大学圣巴巴拉分校教授Joseph Incandela 在清华大学举办的论坛上说， “作为实验物理学家，我最大程度地享受 了这一过程。实验极其困难，历时20余 年、60个国家参与，具有极大的挑战性。 各国的年轻人积极参与该实验，并作出 了很多贡献。”

随着希格斯玻色子的确认，物理学 家认为，高能物理将随之迎来新的重要 发展时期。

探索希格斯粒子的新物理意义 提出建造下一代对撞机新方案

虽然希格斯粒子获得诺贝尔奖的认 可，但需要强调的是，这并不意味着LHC 新发现的希格斯玻色子就是多年来实验 中一直在寻找的标准模型中的希格斯玻 色子。中国科学院院士、清华大学高能 物理研究中心教授邝宇平，清华大学高 能物理研究中心教授何红建2013 年12 月曾在《科技导报》发表“探索质量起源 与2013年诺贝尔物理学奖”一文称，要想 确认LHC发现的希格斯玻色子是不是标 准模型中的希格斯玻色子，还需要在更 高精度下测量出该粒子与各个“基本”粒 子的相互作用强度，检验其是否与标准 模型的预言相符。他们认为，做这样的 探索意义重大：如果与标准模型符合，则 检验了标准模型，但因为标准模型仍存 在根本性缺陷，寻找超标准模型的新物 理将是未来的重要任务；如果与标准模 型不符合，则意味着实验确认了标准模 型以外的新希格斯玻色子，这也意味着 自然界并不能用标准模型来正确描述， 需要从新物理线索出发进一步探索更为 完整的新物理理论来描述自然界，由此 揭开探索微观世界的崭新篇章。要完成 这样的探索，LHC 力所不怠。国际高能 物理学界一致认为，需要新建一个高能 正负电子对撞机（常称为希格斯工厂）来 对希格斯性质和新物理进行高精度测 量。

而目前的物理学界，也确实正以昂 扬的热情，积极筹划新建希格斯工厂，来 进一步探索希格斯玻色子。2015年LHC 将把对撞能量升高到设计最高能量 14 TeV。欧洲核子中心计划在LHC运行 完之后（大约2030年）重新建造一个更大 的环形高能正负电子对撞机，其隧道周 长为80~100 km，称为TLEP 项目。日本 正在积极推动承建国际直线对撞机 ILC。王贻芳等中国科学家，于2012年提 出了未来高能物理发展的一个全新方案 ——建造下一代环形正负电子对撞机 （CEPC），并且在完成第一阶段实验研究 后，适时转为超级质子—质子对撞机（SP- PC）。该计划设计的环形对撞机，其建设 半径将远大于LHC，并且能够提供10倍 于LHC的能量。

Hooft在此次中国之行期间表示，近 几十年，新的物理思想和理论纷纷涌现， 但最终都需要大型实验予以验证和支 持，“这是发现希格斯粒子给我们的重大 提示”。王贻芳则认为，“希格斯粒子发 现后，中国也有了一个机会，我们利用成 熟的环形加速器技术建造一个希格斯工 厂，研究世界上最先进的课题。只有搞 清楚希格斯粒子的性质，才有可能了解 粒子物理未来的方向。”

本刊记者/李娜
（责任编辑汤锡芳）