日本高能加速器研究機構(gòu)和京都大學(xué)24日宣布，兩家機構(gòu)組成的研究小組依靠嚴(yán)密的計算機模擬，在世界上首次驗證了格子量子色動力學(xué)中的手征對稱性自發(fā)破缺現(xiàn)象，向解答“為什么物質(zhì)會有質(zhì)量”這樣的問題又邁進了一步。

　　科學(xué)界認(rèn)為，構(gòu)成物質(zhì)基本粒子之一的夸克雖然現(xiàn)在有質(zhì)量，但在宇宙誕生的大爆炸之后的很短時間內(nèi)并沒有質(zhì)量，那時的夸克以光速在宇宙空間自由飛行。研究夸克獲得質(zhì)量的過程，對解開物質(zhì)具有質(zhì)量之謎至關(guān)重要。

　　兩家機構(gòu)聯(lián)合發(fā)布的新聞公報解釋說，以光速運動的粒子具備的固有性質(zhì)稱為手征對稱性，因為只有質(zhì)量等于零的粒子才能夠以光速飛行，所以只有像137億年前宇宙剛剛誕生時的夸克這樣沒有質(zhì)量的粒子，才具備手征對稱性。

　　按照現(xiàn)在的基本粒子理論，夸克獲得質(zhì)量的過程分成兩個步驟，其一是與希格斯玻色子相關(guān)的希格斯機制，其二是手征對稱性自發(fā)破缺現(xiàn)象，夸克通過前者獲得其質(zhì)量的2%，而后者則賦予夸克98%的質(zhì)量。

　　高能加速器研究機構(gòu)和京都大學(xué)的研究人員依靠稱為“格子量子色動力學(xué)”的計算機模擬，驗證了手征對稱性自發(fā)破缺現(xiàn)象。

　　新聞公報說，這種計算機模擬采用的理論，是一種在格子量子色動力學(xué)中能嚴(yán)密保持手征對稱性的理想的格子理論，但其運算量是以往方法的100倍以上。本次模擬采用最新型超級計算機，并改進了算法，驗證了手征對稱性自發(fā)破缺現(xiàn)象的存在，證實了夸克獲得質(zhì)量的第二個步驟。

　　自牛頓力學(xué)問世以來，物質(zhì)有質(zhì)量看起來是天經(jīng)地義的事情，但最近100多年來這個問題卻困擾著物理學(xué)家們，各種假說紛紛問世，至今它仍是物理研究的一個前沿課題。根據(jù)目前公認(rèn)的理論，解開質(zhì)量起源之謎的關(guān)鍵是找到自旋為零的希格斯玻色子。目前科學(xué)家已找到粒子物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型預(yù)言的各種其他粒子，但唯獨沒有找到自旋為零的希格斯玻色子。這一理論認(rèn)為，質(zhì)量產(chǎn)生后，在宇宙中會留下這種特殊的希格斯玻色子。只有這種粒子被找到，物質(zhì)質(zhì)量之謎方能得到破解。由于這種粒子的重要性和神秘性，科學(xué)家形象地稱它為“上帝的粒子”。