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上帝粒子找到了没有?它究竟能带来什么影响?

时间:2020-01-30 09:22:20 作者:超人 来源:59区未解之谜网

上帝粒子,这是上个世纪60年代英国的物理学家彼得·希格斯提出来,所以也把它叫做希格斯玻色子,近些年来个大科学家都在研究上帝粒子,因为它能产生的影响实在是大到惊人,上帝粒子与质量起源之谜、电弱作用力的证明实验、验证大型强子对撞机等都有影响,上帝粒子到底找到没有呢?

上帝粒子是什么?

上帝粒子找到了没有?它究竟能带来什么影响?

上帝粒子,也叫做希格斯玻色子,这是粒子物理学标准模型预言的一种自旋为零的玻色子。1964年,英国物理学家彼得·希格斯提出了希格斯机制。在此机制中,希格斯场引起自发对称性破缺,并将质量予规范传播子和费米子。希格斯粒子是希格斯场的场量子化激发,它通过自相互作用而获得质量。

上帝粒子名字的来源:

上帝粒子找到了没有?它究竟能带来什么影响?

1964年,英国物理学家彼得·希格斯提出“希格斯玻色子,1988年,诺贝尔物理学奖获得者利昂·莱德曼无意中为希格斯玻色子起了“上帝粒子”这么一个名字。莱德曼写了本科普书,原书名叫“该死的粒子,因为希格斯玻色子难以找到,但出版商认为不妥,遂改成了“上帝粒子”。然而,许多科学家却不喜欢这一称呼,因为它过分强调了这粒子的重要性和太宗教化。希格斯本人也不喜欢,但有意思的是,当别人提到“希格斯玻色子”时,希格斯总是诚惶诚恐,因为他觉得“不配用自己的名字”命名这种粒子。

上帝粒子找到了吗?

上帝粒子找到了没有?它究竟能带来什么影响?

最新数据显示,科学家于两年前利用大型强子撞加速装置发现的粒子确实就是上帝粒子。物理学家认为,它是使基本粒子获得质量的关键,基本粒子分为两类,一类是传递力量的玻色子,另一类是构成物质的费米子。原先的测量研究已经证明,新发现的粒子能够与玻色子相互作用,且能通过衰变分解成两个光量子:它们或是两个传递电磁力的玻色子,或是两个传递弱核力的大质量粒子Z玻色子。

上帝粒子找到了没有?它究竟能带来什么影响?

现在,研究者利用大型强子撞加速装置上庞大的CMS粒子探测器发现,新粒子还能衰变成为两个费米子:它们或者是两个tau轻子——是电子的同族但比后者质量更大;或是两个底夸克——是组成质子和中子的上夸克和下夸克的同族,但比它们更稳定。研究者将这一结果发表在近日的《自然-物理学》上。该研究极为有力地证明,尽管潜伏在真空中,但新发现的粒子就是希格斯玻色子。

上帝粒子带来的影响:

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1.质量的起源之谜

科学家此前认为质量的起源之谜与希格斯玻色子有关,弥漫在宇宙中的希格斯场是假定中的量子场,基本粒子与希格斯场之间的相互作用时获得了质量。LHC 对撞机 ATLAS 探测器试验物理学家吉马良斯达科斯塔认为如果没有这个机制,那么一切事物都是无质量的。希格斯玻色子的确认也证明了希格斯机制的正确性。

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2.标准模型的最后一块拼图

标准模型在粒子物理学中占据了统治地位,根据其预言的粒子均已被发现,唯独希格斯玻色子还未被发现。ATLAS 探测器研究员乔纳斯斯特兰德贝格认为 LHC 的发现结果将得到确认,我们现有的粒子物理理论是正确的。到目前为止,希格斯玻色子似乎与标准模型的预言相匹配,但是即便是标准模型,依然被认为是不完整的,比如其“遗漏”的暗物质这个重要的角色,而宇宙中暗物质占据了近 98%,我们目前所看到的星系团等天体仅仅是极小一块可见的物质。

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3.电弱作用力的证明实验前进了一大步

弱相互作用与电磁作用合并成电弱相互作用,两种作用力也被统一为电弱作用力,希格斯玻色子的发现有助于解释宇宙中的“根本力量”。在此之前,科学家通过欧核中心超级质子同步加速器(SPS)发现了W和Z玻色子,证实电弱相互作用的存在。如果引入希格斯场,那么两种玻色子就可以混合在希格斯场中而获得了质量。这就解释了W和Z玻色子为什么会有质量的疑问,此外还统一了电磁和弱相互作用,因此希格斯场将这两股主要的基本力“联合”了起来。

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4.揭开宇宙中超对称之谜

费米子与玻色子之间的对称性一直以来是物理学家们研究对象,而希格斯玻色子的发现也对超对称理论产生了影响。超对称理论具有强大的吸引力,可以帮助统一其他自然力量,甚至还可以接纳暗物质粒子。但是,到目前为止,科学家们并没有发现任何迹象可暗示超对称粒子存在。

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5.验证大型强子对撞机

大型强子对撞机是目前世界上最强大的粒子加速器,其造价达到 100 亿美元,隶属于欧洲核子研究中心,在此之前,它的主要目标之一就是寻找希格斯玻色子。科学家认为粒子加速器有助于我们在量子水平上认为质量的来源,来自世界各地的大学和实验室的物理学家们已经工作了数十年,同时也验证了科学家彼得·希格斯等在 1964 年首次提出的希格斯机制的正确。

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6.希格斯玻色子的发现意味着宇宙末日吗?

希格斯玻色子的发现打开了新的计算方法,有研究人员称宇宙将在数十亿年后面临一场大灾难。希格斯玻色子的质量是时空计算方法的一个重要组成部分,伊利诺伊州费米国家加速器实验室理论物理学家约瑟夫·莱肯认为根据这计算结果,可以预见在未来数十亿年后宇宙将面临一场大灾难。这可能是我们所处的宇宙本质上就是不稳定的。

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