對撞機的基本原理，是通過消耗大量能源給粒子加速，再讓兩束具有巨大動能的粒子對撞。能量越高，粒子相互轟擊時發(fā)生的作用就越大，越容易產(chǎn)生希格斯粒子。此前費米實驗室的Tevatron（萬億電子伏特加速器）和歐洲的電子對撞機從上世紀80年代開始運行，一直沒找到希格斯粒子，后來發(fā)現(xiàn)就是因為能量太低。因此LHC從一開始就寄托著尋找希格斯粒子的最后希望。
科技日報：去年CERN格蘭薩索實驗室過早公布未經(jīng)驗證的“中微子超光速”錯誤結(jié)論，引起了學界的一些批評。這次CERN和費米實驗室如此“高調(diào)”地公布發(fā)現(xiàn)新粒子，是否也有追求轟動效應，甚至說在歐債危機下爭取公眾支持、爭取科研經(jīng)費的考慮？
陳國明：此次所用的數(shù)據(jù)截止到今年6月中旬，而6月底就要完成數(shù)據(jù)處理，得出結(jié)論。這次公布結(jié)果，可以說在時間上確實很趕，很緊張，主要原因是為了在7月7日在澳大利亞開幕的世界物理學大會之前發(fā)布，在會上迎接全球同行的審議。另一方面恐怕也有爭取公眾支持的因素。
但與無心得出“中微子超光速”結(jié)論的OPERA項目不同，LHC的主要目的就是為了尋找希格斯粒子，自從2010年3月開始運轉(zhuǎn)以來也取得了這一階段所需的數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)積累越多，實驗靈敏度就越高，越有可能做出發(fā)現(xiàn)。應該說今年收獲結(jié)果不算晚也不能算早，在預期時間之內(nèi)。
此外，每個實驗都從兩個獨立衰變到找到這個新粒子，而每個衰變道都有多個獨立的研究小組得到一致的結(jié)果、CMS和ATLAS兩個實驗都取得了一致的研究結(jié)果，2012年的結(jié)果也與2011年的一致，加上確定性水平達到5西格瑪（在統(tǒng)計學上為“真”的比率是99.99994%），出現(xiàn)“烏龍”的可能性應該說還是很小的。
至于美國費米實驗室公布的結(jié)果，在靈敏度和價值上要低于LHC，而且他們的Teratron加速器去年底已經(jīng)關(guān)閉了，這次是對以前數(shù)據(jù)重新分析。
科技日報：目前CERN也尚未確認這次發(fā)現(xiàn)的新粒子就是希格斯粒子，您認為要真正確認“上帝粒子”已經(jīng)找到，還需要做哪些工作？
陳國明：雖然這次發(fā)現(xiàn)新粒子的一些特征，比如產(chǎn)率（出現(xiàn)幾率）、衰變模型等與之前預言的希格斯粒子相吻合，但現(xiàn)在統(tǒng)計性太少，還不能確定這個新粒子的各種特性，因此這次也可能發(fā)現(xiàn)的是另一種新粒子。
以目前取得的數(shù)據(jù)，要最終確認希格斯粒子的存在恐怕還遠遠不夠，仍然需要更多的實驗數(shù)據(jù)積累?？赡苓€需要再建一個高能量的直線正負電子對撞機，才能更仔細、準確地驗證這個結(jié)果。不過要建這個對撞機，耗資會相當于數(shù)百億人民幣，跟LHC差不多，需要國際合作來實現(xiàn)。
并非所有物質(zhì)理論模型都給“上帝粒子”留了位置，為了物理學的未來，必須搞清楚它的存在與否
科技日報：既然希格斯粒子被稱為物理學家夢寐以求、苦苦尋覓的“圣杯”，為什么霍金此前堅持認為希格斯粒子不存在？為什么前幾年尋找希格斯粒子的過程中，時常會出現(xiàn)一些懷疑之聲？
陳國明：其實在物理學界，并不是所有人都相信希格斯粒子必定存在。像我是做實驗物理的，此前也確實不完全相信它的存在。但畢竟希格斯粒子的存在與否，事關(guān)物理學標準模型的根基。無論相信、反對還是懷疑希格斯粒子的存在，大家都希望盡快把這個問題弄清楚，因此才會投入這么大的項目進行研究。
在理論物理學領(lǐng)域，標準模型并不是唯一的金科玉律。其他還有像超對稱理論，認為存在多種希格斯粒子，且與標準模型當中的希格斯粒子有很大不同；而霍金等一些科學家則支持超弦理論，這種理論能把包括引力在內(nèi)的自然界全部4種基本作用力統(tǒng)一起來，這是標準模型和超對稱理論做不到的；但超弦理論中并沒有希格斯粒子的位置。正因為這個，霍金才會出100美元跟人打賭說希格斯粒子并不存在，不過他打輸了。