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被譽(yù)為質(zhì)量的起源,神秘的希格斯玻色子,為啥又叫上帝粒子?

在哈勃望遠(yuǎn)鏡和韋伯望遠(yuǎn)鏡把目光投向百億光年外的宇宙深空的同時(shí),物理學(xué)家們還在尋找物質(zhì)最深處的秘密。

量子力學(xué)認(rèn)為,宇宙中的一切都是由微觀粒子構(gòu)成的,其中光子和電子等亞原子粒子,由于具備波粒二象性或者說量子疊加態(tài),才被稱為量子,所以量子并不是某種粒子,而是一批粒子的統(tǒng)稱,其中最著名的就是希格斯玻色子,也被稱為上帝粒子。

所謂希格斯玻色子,是一種在希格斯場(chǎng)中產(chǎn)生的粒子,它賦予了其他所有粒子的質(zhì)量,可以說沒有它就沒有我們的宇宙,因此它才被稱為上帝粒子,如果沒有它的話,宇宙中的所有粒子就都會(huì)變成光子以光速飛行,而不可能停下來結(jié)合成原子。

在物理學(xué)上,希格斯玻色子就是一個(gè)承上啟下的傳奇粒子,它位于質(zhì)量和非質(zhì)量的交接處,位于有形和無形的交接處,是宇宙中所有粒子,以及宇宙本身存在的基礎(chǔ),然而從1964年被預(yù)言存在,到2012年被正式從對(duì)撞機(jī)中發(fā)現(xiàn),希格斯玻色子的一生是非?部赖,更重要的是由于現(xiàn)階段粒子對(duì)撞機(jī)的功率不足,物理學(xué)家還無法徹底破解上帝粒子之謎。

僅就目前的數(shù)據(jù)來看

上帝粒子似乎出現(xiàn)了意料之外的衰變,即并沒有按照預(yù)測(cè)的比率衰變成已知的粒子,而是顯示出與現(xiàn)有理論相矛盾的不穩(wěn)定跡象,這意味著它有可能會(huì)改寫粒子物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型,讓人類目前對(duì)微觀世界的了解陷入滿盤皆輸?shù)木车亍?/p>

在目前的標(biāo)準(zhǔn)模型中,希格斯場(chǎng)是遍布全宇宙的一種規(guī)范場(chǎng),所有的粒子都在這個(gè)場(chǎng)內(nèi)不斷運(yùn)動(dòng),不過光子是個(gè)例外,因?yàn)樗鼪]有靜止質(zhì)量所以一直在以光速運(yùn)動(dòng),剩下的粒子則在上帝粒子的賦予質(zhì)量行為之后,按照四大基本作用力開始了排列組合,其中強(qiáng)力弱力電磁力主宰了微觀世界,引力主宰了宏觀宇宙。

為了探尋物質(zhì)最深層次的秘密

高能物理學(xué)家們目前正在申請(qǐng)建造一個(gè)全新的超級(jí)加速器,也就是一種能把粒子們加速到接近光速水平,然后讓它們發(fā)生對(duì)撞的機(jī)器,這種對(duì)撞往往能讓物理學(xué)家們?cè)谒槠姓业揭恍┲皼]發(fā)現(xiàn)的粒子,希格斯玻色子就是這樣被發(fā)現(xiàn)的,不過它的出現(xiàn)概率只有百億分之一,所以不論是研究還是利用都很困難。

唯一的辦法就是建造更大的加速器,用更長(zhǎng)的加速線圈來提升對(duì)撞瞬間的能量密度,只有這樣才能保證粒子對(duì)撞瞬間能產(chǎn)生足夠多的碎片,撞出足夠多的新粒子。

總體來看

雖然上世紀(jì)的物理學(xué)家認(rèn)為上帝粒子是微觀物理學(xué)的最后一塊拼圖,但現(xiàn)在的種種現(xiàn)象證明了,它只是宇宙中更復(fù)雜現(xiàn)象的一部分,遠(yuǎn)不是微觀物理學(xué)的全部,在可以預(yù)見的未來隨著超級(jí)加速器的誕生,我們一定會(huì)發(fā)現(xiàn)更多新的粒子。

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