(而之前我们也说到过,理论预测希格斯玻色子的质量是126GeV)于是,LHC在2012年6月,对外正式宣布找到了希格斯玻色子 。随后,提出希格斯机制相关的两位科学家恩格勒和希格斯获得诺贝尔物理学奖,这个颁奖速度在诺奖历史上都是极为罕见的,足以见得预言并找到希格斯玻色子的重要性 。而希格斯玻色子实际上还被人戏称为:上帝粒子 。
希格斯波色子为什么被称为“上帝粒子”?
希格斯玻色子源于上个世纪60年代的理论预言,在2012年,该粒子首次被欧洲核子研究组织通过强子对撞机寻找到,希格斯玻色子对标准模型的完善至关重要 。我们通常认为由于希格斯玻色子赋予了传递短程力的玻色子(弱力和强力的传播子)以质量,所以才构成了原子核的稳定 。这种重要意义不亚于上帝创世 。所以我们应该将希格斯玻色子命名为“上帝粒子”来彰显其重要性 。
但事实远非如此,上帝粒子最早起源于已故科普作家—莱昂·莱德曼在1993年出版的科普著作《上帝粒子》的书名 。作者之所以将希格斯玻色子称为上帝粒子,是因为他认为玻色子在当今的物理学状态中至关重要 。上帝粒子的原意是“该死的粒子”,正是因为要假设它得存在,才导致已建立的粒子物理学又需要面临重大调整,这会给物理学家制造十分棘手的麻烦 。
这个桥段有点像开尔文在1900年的跨世纪科学演讲的戏剧化桥段 。开尔文表示:19世纪末,物理学的大厦已经建成,但晴朗的天空中依旧漂浮着两朵令人不安的乌云 。随着这两朵乌云的驱散,人类攀登上以相对论和量子力学为根基的科技树了,并将看似完美的牛顿力学驱赶到低速宏观的范畴 。科学家当然希望已经建立起的理论永恒且完美 。
而不得不引入的“希格斯波色子”却将粒子物理学的美梦打破,所以科学家用“该死的粒子”调侃希格斯波色子 。对希格斯玻色子的验证果然没出科学家的预料,这粒子太难以捉摸了 。比如我们一开始寻找电子,只需要一个真空管和绝顶聪明的科学家就行 。而希格斯玻色子则需要建立起世界上最昂贵的仪器—强子对撞机 。希格斯玻色子为什么如此重要?第一个原因:希格斯玻色子是检验标准模型准确性过程中最后待攻克的粒子 。
第二个原因:质量是万物的内在属性,如果没有希格斯机制,我们很难想象其他粒子的质量是怎么来的?粒子物理学中,构成物质的基本粒子隶属于费米子,而物质之间会相互作用,这是力的体现,传递力的粒子属于玻色子 。力的超距作用是不可能的,所以由费米子构成的物质需要传播子来负责力的传递 。(引力暂时除外)在弱力,强力,电磁力中,只有质量为零的光子才能传递长程力 。
而弱力和强力是短程力 。事实证明,传递短程力的玻色子是具有质量的 。那么它们的质量从何而来?为了解决这一问题,科学家提出来了众多的机制,最后只有希格斯机制在不破坏标准模型的情况下也能解释短程力规范玻色子的质量来源之谜 。希格斯机制只是引入一个“实体”,而不破坏本体 。希格斯玻色子源于希格斯机制,我们虽然没有有效的手段验证希格斯机制的正确性,但是可以通过该机制下预言的粒子而佐证其正确性 。
基本粒子的质量是希格斯玻色子赋予的,那希格斯玻色子的质量又是怎么来的?
这是一个科学发现的伟大故事,但是真正的主角却被玻尔、薛定谔、爱因斯坦等人的光环所掩盖 。●这张照片里找不到本文要介绍的科学家 。这位伟大的科学家,就是艾米.诺特(女的),真正意义上的科学女王 。为什么能量要守恒?为什么动量要守恒?为什么永动机是永远也无法造出来的?在1915年之前,物理学家们只知道能量守恒和动量守恒是长期实验观察中的结果,因而成为一种所谓的原理 。
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