英國大學物理學天文學的院校數量高達43所，說明英國的物理學天文學是很發達的。著名的物理學家斯蒂芬霍金也是英國物理學天文學的代表。

一群地理學家、天體物理學家和電腦科學家聯合進行研究，發現2012年地球和太陽的磁極將同時發生逆轉，而上一次發生同樣的事件是在數千萬年前恐龍滅亡的年代。印度日報報導，海德拉巴德的一家公司內的研究人員預言2012年將發生磁極逆轉，意味著地球磁場的北極和南極發生對調，在這個過程中地球將經歷一段沒有磁場的狀態。同樣的事情在人類歷史上並沒有記載，所以只能通過電腦模擬推測其影響。

根據海德拉巴德模型，當地球和太陽的磁場在轉換，除了可以造成電力失效和候鳥失去辨別方向的能力外，還有其他非常嚴重的後果，包括人類和所有動物的免疫系統將會明顯削弱，而地殼變動會有更頻繁的火山、更劇烈的地質構造運動，造成地震和山體滑坡，還有磁場減弱宇宙射線以倍數激增，放射出來的污染會引發更多癌症出現。除了對地面造成影響，天空的小行星可能會更容易接近地球，地球的重力場亦會發生變化。把以上樣樣加在一起，不難發現2012年地球文明將受到威脅，科學家還猜測類似的事件在遙遠的過去也曾在火星發生。

JGospel2012年3月14日--美國約翰-霍普金斯大學應用物理學實驗室科學家近日設計了一種名為“星際列車”發射系統，該系統利用一條長約1000英哩(約合1609公裏)的真空管道和一條超導電纜將磁懸浮列車送往低地軌道。研究人員認為，這種技術不僅僅可以實現，而且實現成本也要遠遠低於火箭成本。

盡管“星際列車”系統聽起來有些不可思議，但其基本概念卻非常簡單。因為磁懸浮列車是懸浮於軌道之上，因此不必要擔心摩擦問題。理論上講，它們的速度要遠遠超過現有的每小時大約350英哩(約合每小時563公里)的時速，可達每小時2000英哩(約合每小時3219公里)的軌道速度。當然，為了讓乘客能夠安全地加速到這一速度，“星際列車”系統需要大量的軌道，同時需要防止極音速列車被周圍的空氣撕成碎片。據設計師介紹，長約1000英哩(約合1609公里)的管道，通過模擬中間層的低氣壓，應該可以完成這個任務。

管道的大部分將與海平面齊平，出口點需要高出海平面大約12英哩(約合19.3公里)。用於火車中的磁懸浮技術同樣可以用來將這條管道懸浮起來。在發射管道中，位於20千米高度的帶有2000萬安培的超導電纜，每平米產生的懸浮力大約為4噸。通過高強度纜繩解決真空管本身所需的多餘的浮力，如迪尼瑪超強纖維的強度足以滿足這種用途。另有一套備用系統足以保證懸浮系統順暢運行而不出故障。

“星際列車”系統的設計者為美國約翰-霍普金斯大學應用物理學實驗室科學家詹姆斯-鮑威爾、喬治-麥瑟和約翰-拉瑟爾。他們指出，這種設計方案聽起來似乎有些不太現實，但是支撐12英哩(約合19.3公里)長的電纜所需要的工程技術與支撐比這長得多的太空電梯所需要的工程技術相比，要簡單得多。工程師們提出，可以在阿拉斯加、加拿大北部、格陵蘭島或西伯利亞等極地地區建造這種系統。此外，南極冰原也是一個可供選擇的選址點。

研究團隊估算，建成可載人“星際列車”系統，可能需要20年時間和600億美元的成本。這些數字聽起來很大，但是如果考慮到航太飛機的各種費用是“星際列車”系統成本的三倍時，你就會認為這套系統確實很經濟。而且，“星際列車”系統一旦建成後，向低地軌道運送貨物的成本每公斤僅需50美元，而目前的技術將貨物和人員送上低地軌道，每公斤重量分別需要花費1萬美元和10萬美元。這意味著，太空旅行的車票只需要大約5000美元。設計者估計，“星際列車”系統的事故率與現代的客機差不多，安全系數較高。

“星際列車”系統還有一項優勢，那就是它能夠將數噸重的材料快速送至軌道，這一能力可以用來有效地防禦任何大型天體撞向我們。研究人員也把這一功能看作是“星際列車”系統最重要的應用。目前，我們人類還沒有防禦小行星或彗星撞擊的能力，甚至還沒有提前發出撞擊警報的能力。如果繼續使用現有的發射系統，這種情況仍然無法得到改善。為了能夠真正實現防禦天體撞擊，人類需要更強大的報警系統以及多個大型高速攔截系統，這些系統可以預先安裝於軌道上，隨時監測和抗禦可能到來的威脅。這就需要將數噸重的設備發射到軌道上，這對於當前的高成本發射系統來說，是不現實的。

下圖--“星際列車”發射系統利用一條長約1000英裏(約合1609公裏)管道和一條超導電纜將磁懸浮列車送往低地軌道。

在舉行聯合學術報告之前十天，網上已經瘋傳探測器ATLAS和探測器CMS的結果，這次的結果與尋找希格斯粒子即所謂上帝粒子有關。同行們對謠言的反應各色各樣，有的相信，有的不信，有的說要持謹慎態度，有的說粒子物理學已經獲得突破，有些人甚至在網上吵了起來。我一直是個樂觀的人，傾向于相信大型強子對撞機終於俘獲到了希格斯粒子作案後留下的一點痕跡。

不論信和不信，為什麼大家如此興奮？原因是，自從粒子物理學家80年前開始用對撞機這類大型玩具尋找各種粒子以來，這是第一個與眾不同的粒子。這個粒子與眾不同到什麼程度？參見相關文章《為什麼希格斯粒子這麼特殊？》。另外，1995年粒子物理學家發現了頂誇克，在那之後，已經有16年沒有發現任何新粒子了。在過去的16年中，我們基本可以用鬱悶這個詞來形容粒子物理學家的集體狀態，因為我們不僅沒有發現任何新粒子，也沒有太多的其他發現，例如沒有發現任何新型相互作用——我們平常稱為“力”的東西。

著名物理新聞和科普網站“物理世界”(PhysicsWorld)在去年年終總結了物理學2011年十大進展，沒有將大型強子對撞機找到希格斯粒子的證據包括進去。這可以理解，因為下面我們會說到，大型強子對撞機雖然看到了疑似希格斯粒子，還不算真正看到了。

2011年物理界還有一個重大新聞，同樣與歐洲核子中心有關。位於義大利Gran Sasso國立地下實驗室的中微子實驗OPERA在9月22日宣佈，他們測量到了中微子的速度超越了光速！OPERA接收到的中微子來自於歐洲核子中心，兩地距離大約為730千米。

這顯然是一個比希格斯的發現更加重大的新聞，因為超光速是相對論和量子力學兩個理論聯合禁止的。如果中微子真的超光速了，那麼整個物理學基礎必須重新考慮了。因此，OPERA謹慎地說，他們已經考慮實驗中各種可能出現錯誤的地方，但沒有找到，無奈之下，只好將結果用學術論文的形式公佈出來，讓全世界物理同行來檢查。這篇論文在網上出現後，已有一百多篇論文討論中微子超光速問題。與希格斯粒子的證據一樣，中微子超光速同樣沒有被“物理世界”列為物理學2011年十大進展。

ATLAS的證據--回到2011年12月13日。那一天歐洲時間下午，歐洲核子中心大型強子對撞機上的兩個探測器研究組，ATLAS和CMS，舉行了大家已經在謠言中期待了十天的報告，將他們對2011年一年的資料分析結果公之於眾。

說這兩個研究組是組確實不恰當，因為每個組的人員都不少於三千人。大型強子對撞機以及兩個探測器ATLAS和CMS的高性能運行，這兩個組的研究人員夜以繼日地工作，他們在極短的時間內分析了海量資料中含有的希格斯粒子的資訊，終於在2011年耶誕節前獲得較強的希格斯粒子的證據：這個粒子的品質大約是125GeV左右，這裏一個GeV是10億電子伏特，一個質子的品質大約是一個GeV。

ATLAS是英文A Toroidal LHC Apparatus(一台環形LHC儀器)，這個名字看上去很普通，看上去更像是為了套用希臘神話中的大力神巨人的名字。ATLAS是目前世界上最大的探測器，長46米，高25米，重七千噸。在12月13日的聯合報告中，ATLAS的領導人、義大利籍的Fabiola Gianotti先做報告，她的報告持續了近一小時，超過了預告的半小時。Gianotti看上去是一位很幹練的女性。她從1992年起就為ATLAS工作，那時這個探測器還沒有影子，大家也只是做籌備工作。這個探測器3年前第一次啟動，但不幸的是，大型強子對撞機在啟動後很快壞了。維修了一年多，終於在兩年前重新啟動，到目前為止運行正常，而且是高性能地運轉。終於，他們能夠在12月給全世界帶來令人興奮的結果，ATLAS以99.9%的置信度看到了希格斯粒子的蹤影。

可是，在物理世界中，99.9%實在不算一個接近100%的數字。歷史上，物理學家有很多次在這個置信度上看到了離奇的現象，過了一段時間後又消失了。所以，粒子物理學家在1995年發現頂誇克後制定了一個不成文的標準，宣佈一個發現，實驗的置信度必須至少是99.99994%，也就是說，發現是虛幻的可能只有不到千萬分之六的可能。為什麼是這個離奇的數字？因為根據統計學，這個數位相當於物理學家得到的信號超過所有可能的誤差的5倍。

CMS的證據--2011年12月13日在歐洲網上看來自歐洲核子中心的視頻直播，並將最重要的資訊及時在微博上直播。ATLAS報告之後是CMS的報告。CMS是英語Compact Muon Solenoid縮寫(緊致渺子螺管)，是比ATLAS小的探測器，長21.5米，高15米。這台探測器雖然比ATLAS小，卻重達一萬兩千多噸。探測器這麼重原因是，需要強大的磁場是來彎曲高能帶電粒子從而測量它們跑得多快，而產生強大的磁場需要很多鐵。所以，這台探測器並不像名字顯示的那樣緊致。這台探測器的主要目的和ATLAS一樣，是俘獲希格斯粒子，同時尋找超出粒子物理標準模型的新物理原理，例如超對稱。

CMS領導人是Guido Tonelli，已經62歲了，與ATLAS的領導人Fabiola Gianotti一樣來自義大利。他從2010年1月開始成為CMS發言人，領導著一個有三千六百人的團隊。CMS看到希格斯粒子蹤影的置信度稍低些，大約有99%的置信度，同樣，在粒子物理學中這是一個不可信任的置信度。但CMS和ATLAS一樣，在不同的地方看到了希格斯的蹤影，這是為什麼多數粒子物理學家相信他們看到了希格斯，而且相信他們將在今年確鑿無疑地俘獲希格斯。

到底有多靠譜--就像在兩個學術報告作出之前的十天內一些物理學家所做的那樣，兩個組的發言人在宣佈這個激動人心結果的同時警告我們，希格斯粒子還不能說完全被發現了。在過去發生過很多不靠譜的事情，實驗粒子物理學家們時不時地宣佈發現了什麼，讓理論粒子物理學家們激動了幾天，寫了很多論文。不久等積累了更多的資料，“發現”消失了。因此，不少理論粒子物理學家們都有了心理創傷，對置信度不“達標”的發現懷有警惕心理。

現在ATLAS的局部置信度是3.6個標準誤差，CMS的局部置信度有2.6個標準誤差，分別是99.95%和99%可信。這還沒有包括人為的漲落效應。物理學家在做統計時，用一定的能量區間來做直方圖，這個做法有時會人為地放大漲落。所以，更加可靠的統計分析是整體置信度。如果考慮整體置信度，兩個組的結果都不到3個標準誤差。而在過去就有3個標準誤差的“發現”隨著時間蒸發了。

粒子物理學家用積分亮度來表示資料量，這相當於單位面積上發生了多少次粒子事件。2011年一年的數據到底有多少？用專業術語來說，每個組的積分亮度分別是5個飛靶倒數。用直觀的比喻，大約是長2000米、寬100米、深1米的沙子數目。我們期待2012年兩個實驗組將毋庸置疑地發現上帝粒子，因為2012年的積分亮度將是2011年的4倍。如果上帝粒子的品質真的是125GeV，兩個組都會獲得5個標準誤差的置信度。

這一次，希格斯粒子就像小偷一樣一晃而過，留下了一些痕跡，特別是兩個光子事件和四個輕子事件。有位物理學家說，他在25年前建議要重視兩個光子事件(希格斯衰變後留下兩個光子)，而ATLAS和CMS分別多花了三千萬美元建了足夠好的光子探測器，這次真的派上用場了。

深層的對稱性--作為人所周知的“上帝粒子”，希格斯粒子除了帶給其他基本粒子品質，還負責破壞更深層次的對稱性，使得我們這個世界看上去不那麼完美，卻更豐富多彩。根據粒子物理標準模型，世界本來不止光子和膠子沒有品質，傳遞弱相互作用的中間玻色子也沒有品質。在物理學中流傳一句話：“作用量決定動力學，對稱性決定作用量。”這裏，作用量是物理學中最重要的一個量，我們且不管它的數學定義。而對稱性是我們熟悉的，例如，在真空中，沒有特殊的點也沒有特殊的方向，這對應於“平移不變性”和“轉動不變性”，前者告訴我們真空中的任意兩個點是平等的，後者告訴我們真空中所有方向是平等的。

在這些直觀可以感到的對稱性之外，基本物理學中還有一些隱性的對稱性，它們的存在使得光子和膠子沒有品質從而產生了力。本來，弱作用也有一種對稱性，對應的傳遞弱力的中間玻色子也沒有品質。但是，希格斯粒子就像一個指標，它的存在破壞了這種對稱性(就像我們在真空裏放一個指標破壞了所有方向的平等性)，在破壞這種對稱性的同時賦予中間玻色子以品質。這樣，中間玻色子在真空中就像胖子一樣跑不遠，所以弱作用是短程力。

希格斯粒子還有一個特點，就是對真空的敏感性。真空其實不空，每時每刻，一些粒子在真空中暫態出現，又暫態消失。真空的這個特點叫量子漲落。希格斯粒子在破壞真空的對稱性之後也“長胖了”，成為有品質的粒子，但是它的品質對暫態產生和消失的粒子很敏感。理論家們計算後發現，其實希格斯粒子的自然品質要遠遠大於125GeV。如果希格斯粒子的品質遠遠大於125GeV，那麼電子的品質和其他粒子的品質也應該很大，我們的世界就不會是目前這個樣子。那麼，是什麼東西在冥冥之中保護了希格斯，讓它不會吃得太胖？這是粒子物理學家數十年來一直疑惑的大問題。

還有超對稱--有一個也存在了數十年的對稱性可以幫助物理學家(從而幫助了整個世界！)，這個對稱性叫超對稱。物理學家們用了超對稱這個名字的原因是，這種對稱性既不同於我們前面提到的空間對稱性，也不同於使得光子沒有品質的對稱性。超對稱要求對應于自然中的每一個粒子還存在另一個粒子，這些粒子我們一直沒有看到，所以超對稱也不是完美的對稱性。

超對稱本來像一面鏡子，在鏡子的外面是自然界中所有的已知粒子，鏡子裏面是所有已知粒子的鏡像——它們組成了另一個我們還沒有發現的世界，當然也存在於我們所在的同一個空間中。現在，由於某種未知的原因，這個鏡子被打破了，從而鏡子中的那些粒子與我們看到的粒子不完全一樣了，它們更重，這是迄今我們還沒有看到這些粒子的原因。但這些粒子的存在保護了希格斯粒子。當真空中粒子產生和消失使得希格斯粒子的品質變大時，那些超對稱粒子的產生和消失使得希格斯粒子品質變小。粒子物理學家們還沒有找到一個比超對稱更好的方法解決希格斯粒子的品質問題，所以多數人相信超對稱性以及超對稱粒子。

現在，大型強子對撞機在過去一年中工作的結果告訴我們，超對稱這個理論是有機會的。原因很簡單，一個品質小於130GeV的希格斯粒子讓原來的標準模型變得很不完美。有幾位物理學家分析道，假如沒有新物理原理，沒有標準模型之外的新粒子，那麼真空是不穩定的，能量達到一千億GeV時，希格斯場將導致災難。雖然這個能量很高，考慮到量子力學，只要時間足夠長，那麼真空總會在某一個地方開始衰變。

計算表明，這個等待時間長於宇宙的現在年齡。看起來似乎與我們還活著不矛盾，但理論上，這是一個不完美的世界，甚至是一個自相矛盾的世界。所以，肯定會有新的物理原理和新粒子將真空穩定下來。也就是說，如果希格斯粒子的品質真的是125GeV，標準模型肯定不是粒子物理的最後理論。如果足夠幸運，大型強子對撞機將會發現部分新物理原理。

2012年肯定不是世界末日。在物理學中，2012年將是激動人心的一年，很可能載入物理學史冊甚至人類文明史冊。2012年，我們將俘獲希格斯粒子，我們可能發現新的物理學原理例如超對稱。甚至，如果足夠僥倖的話，中微子超光速將被其他實驗驗證。

            

據國外媒體報導，日內瓦歐洲核子研究組織(以下簡稱CERN)秘書長羅爾夫-霍伊爾表示，如果確實存在的話，科學家將在未來12個月發現他們長期尋找的希格斯玻色子，也就是所謂的“上帝粒子”。

根據最近傳出的消息，粒子在大型強子對撞機中突破光速，來自CERN、美國費米實驗室以及日本高能物理研究所(以下簡稱KEK)的3位科學家對此表示懷疑。這3位科學家分別是CERN秘書長霍伊爾、KEK的鈴木厚人以及費米實驗室的皮爾-奧多尼。

霍伊爾指出：“我認為我們將在下一年證實希格斯玻色子是否真的存在。”CERN的強子對撞機成為搜尋上帝粒子的關鍵所在。鈴木厚人和奧多尼也持這種觀點。在運轉了26年之後，費米實驗室於上週末關閉其一萬億電子伏加速器。這個加速器也用於在數十億次粒子撞擊產生的碎片中尋找上帝粒子。

在CERN，著名物理學家展開為期3天的討論，討論是否將加速器用於搜尋上帝粒子，以作為大型強子對撞機的補充或者取代對撞機。在此之後，這3位科學家參加了一場聯合記者招待會。奧多尼表示，對萬億電子伏加速器獲取的資料將進行幾個月的分析，分析結果能夠揭示出上帝粒子不會隱藏在什麼地方。在近10年時間裏，萬億電子伏加速器一直是尋找上帝粒子的領導者。

大約40年前，科學家提出存在上帝粒子的假設。據信，這種粒子在137億年前大爆炸之後賦予宇宙萬物品質。7月的報告顯示，上帝粒子可能通過分析強子對撞機獲取的資料最終被科學家發現，這種粒子的品質可能在120到140 GeV之間。但根據隨後對撞機實驗獲得的新統計資料進行分析，這些信號的決定性越來越低。

緊湊型繆子螺線管探測器專案發言人奎多-托內利9月表示，如果大型強子對撞機排除希格斯玻色子存在的可能性，這同樣是一個重大發現。