藏在原子核裡的新粒子？

自從上世紀以來，我們一直以為物質世界是由一群自旋為1／2的費米子（Fermion）組成，而這些費米子藉著自旋為1的波色子（Boson）交換動量與能量，其中電磁作用的媒介是沒有質量的光子，強作用透過沒有質量的膠子在夸克間來媒合形成強子，而弱作用則藉由相當重的W波色子與Z波色子來傳遞。這三個作用都可以用所謂的“規範場論”（gauge field theory）來描寫，而這些自旋為1的波色子都是“規範波色子”（Gauge boson）。規範不變性（Gauge Invariance）保證了理論是可再重整化（Renormalizable）的“好理論”，可以系統性地處理掉量子場論中出現的發散問題，所以是不可或缺的。原本在規範不變性的要求下，這些波色子都該是沒有質量的，而四年前發現的希格斯粒子則賦與原本該沒有質量的W與Z波色子質量。希格斯粒子是目前惟一無自旋的基本粒子。萬一我們又找到新的規範波色子的話，那就表示新的作用力被發現了！這可是非同小可，比起一般發現新粒子，發現全新的作用力是更加革命性的發現，這也是為什麼科學家不斷蓋能量愈來愈高的加速器，企圖尋找那些質量更高的未知粒子，特別是自旋為1的波色子。