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希格斯玻色子:看不见的能量场,赋予你质量

2019-08-07 点击:1648
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  全世界的物理学家都在庆贺希格斯玻色子的发现。但它是什么东西?为什么你要在意它?答案尽在本文之中。

  现在你已经听说了希格斯玻色子粒子这一发现了,也知道了全世界的科学家都对此超级激动。但希格斯玻色子是什么东西?这是否意味着我们终于可以坐上空中飞车,可以实现远程瞬移啦?

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  问:希格斯玻色子究竟是什么呢?

  希格斯玻色子就是一种基本粒子。

  问:赞。但基本粒子又是什么呢?

  在什么是原子?这一集当中,我们提到了原子就是搭建宇宙的乐高积木,所有物质都是由它们组成的。我们还说了原子是由质子、中子和电子组成的。嗯,质子和中子都被证实还可以进一步拆分,它们由基本粒子组成。(电子自身就是一种基本粒子,而目前我们相信他们不能再被进一步拆分了。抱歉啦电子。)

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  问:那么这个特定的基本粒子有什么特别的呢?

  这个粒子的特殊之处在于,物理学家们长期以来一直认为,这个粒子负责赋予其他基本粒子质量。

  问:那这到底是怎么做到的呢?

  根据现有的宇宙模型来看,宇宙中存在一片看不见的能量场叫做希格斯场。正如Yoda所言:“它无处不在,无孔不入。是它形成了星系……”其他粒子通过和希格斯场互相作用来获得质量。

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  把宇宙想象成一个巨大的美食街,而宇宙粒子就是那些在美食街闲逛,挑选要吃什么的人。在我们当地的商场,有时人们会站在提供免费小样试吃的餐厅前。在这个例子里,这些人代表的就是希格斯场。

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  当然,这个希格斯场比喻中最吸引人的部分就是那些小样了。你一边从那些面带微笑的商场员工前走过,一边在这里或那里拿一点。你拿的每个小样都让你变得更大,就像那些和构成希格斯场的希格斯玻色子粒子相互作用的粒子那样获得质量。而且,就像有些人会比其他人拿走更多的免费小样,有些粒子与希格斯场的相互作用比其他粒子更强。

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  问:既然所有人都早就知道有这种粒子,为什么此次发现会弄得这么沸沸扬扬?

  你可能还记得《特种部队》里那句耳熟能详的名言:“知道就是成功的一半”。在科学领域,知道就是一切。在此之前还没有人能够证明希格斯玻色子粒子的存在,尽管我们数年来使用的标准物理模型已经预测了它的存在。

  问:那他们最后是怎么发现的?

  这一点我会让数学专家来详细解释,不过简单来说就是这需要大量的数据统计和一个超大的粒子加速器。这是一个能让亚原子粒子互相撞击的机器,目的是分解它们。研究者们很快指出虽然他们发现的这种新粒子很可能就是希格斯玻色子,但他们还不能百分百确定。

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  问:那么,为什么希格斯玻色子被称为“上帝粒子”?

可比“科学家们可能发现了希格斯玻色子”畅销多了。实际上,大多数科学家都不喜欢这个名字,因为不论是这个粒子,还是它的发现,都和上帝或者宗教信仰毫无关系。

  问:那这会带来什么变化?我什么时候能有辆空中飞车呢?

  对普通人来说,这件事实际上不会带来任何变化。就像我说的,物理学家们长久以来一直都假设这种粒子是存在的。这个发现会让那些本来用于研究这个粒子的经费转到研究如何实际运用的项目上。不过很不幸,你可能还得等至少一代或三代人以后才能盼到空中飞车。

  参考资料

  1.WJ百科全书

  2.希格斯玻色子;希格斯场

  3. quickanddirtytips-Lee Falin- Gardenia

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