希格斯玻色子

时间:2024-04-29 13:11:22编辑:莆田seo君

简述:希格斯玻色子是什么?

为了理解希格斯玻色子,我们一定要先聊聊“希格斯场”。就是这个场,赋予某些基本粒子它们的质量,同时也将自然界四种基本力中的两种相互分离。 该场的存在最早是在20世纪60年代早期被理论化的,物理学家们考虑了一个假设场的结果,这个假设场解释了电磁力和弱力是如何分离的,以及为什么一些携带力(或规范)的粒子有质量(如W和Z玻色子),而其他粒子(如光子)没有质量。 英国物理学家彼得·希格斯(Peter Higgs)是研究这个模型的众多研究人员之一。而他的名字从此便成为场、场的粒子和场的作用机制的代名词。 那么,什么是希格斯玻色子呢? 和所有的量子场一样,希格斯场产生了它自己的一种基本粒子:希格斯玻色子。它是一种相对较重的、不带电的、高度不稳定的玻色子(带有力的粒子,自旋为零),在分解成各种其他粒子之前,它只存在一瞬间。 2012年,大型强子对撞机(Large Hadron Collider)的两个探测器就探测到了这种粒子,正式将“希格斯玻色子”纳入标准模型(Standard Model),并为希格斯机制提供了强有力的证据。 又是什么给了粒子质量? 在日常生活中,我们认为质量是运动的阻力。质量大的物体很难移动;一旦它们开始运动,又很难停下来。 为此,阿尔伯特·爱因斯坦的狭义相对论为我们提供了另一种看待质量的方法 —— 它是一个物体能量的表达式。 当一个物体静止不动时,它的质量等于它的能量除以光速的平方 —— 这就是我们熟悉的公式“E=mc2”的一个变形。 让物体移动,特别是在接近光速的情况下,它会获得相当于质量的能量。 原子的大部分质量来自被称为夸克的高能粒子的激发态,这些粒子在强大的力作用下束缚在原子核内部。夸克本身也有质量。周围的电子也一样。由于它们内部没有激发态,需要某种活动来解释静止时等于它们质量的能量。 更重要的是,在20世纪中叶,物理学家发现之前描述规范玻色子的模型与观测结果不符;像弱力的W玻色子和Z玻色子这样的短程粒子的质量是整个质子的80倍,而电磁场中影响深远的光子却根本没有质量。 物理学家们迫切地想要找到造成这些重量差异的原因,以及这两个领域为何如此不同的原因。 希格斯场是如何赋予基本粒子质量的? 在宇宙大爆炸后的极度高温下,电磁场和弱核力实际上是完全相同的。 随着宇宙的膨胀和冷却, 这两个场将变得截然不同:一个场的玻色子很重,作用在原子核的短距离内,而另一个场的玻色子足够轻,可以覆盖广阔的太空。 世界各地的几组物理学家对这种分裂(以及质量差异)做出了类似的解释。 历史 承认希格斯及其同事François Englert和Robert Brout在1964年提出的建议,该建议基于一种新型的量子场,这种量子场在任何地方都活跃,甚至在整个空白空间。 如果在宇宙的每个角落都有一个非零值的场,将会打破量子力学的基本平衡,而在理论上,这种平衡应该会产生一种已经被实验排除的粒子。 但希格斯和他的同事证明,如果这个假设场与导致弱力的场联系在一起,这种从未见过的麻烦粒子将被吞噬,留下一些重量级的W玻色子和Z玻色子,以及一个相对较重、无自旋、不带电的“希格斯”玻色子(很快就会瓦解)。 可以把希格斯场想象成一家糖果店,玻色子在吃巧克力时不愿着急,只会留下一堆短暂的“希格斯包装纸”。人们很快发现,同样的过程几乎适用于任何量子场;希格斯场解释了一系列其他基本粒子(如夸克和电子)的质量,这些粒子都拒绝被推动,因为它们需要片刻时间来治疗自己的甜食嗜好。 如果朋友们喜欢,敬请关注“知新了了”!

希格斯玻色子

        早在1960年代,英国科学家彼得·希格斯就从理论上提出“希格斯玻色子”存在的可能性。但是,在实验中真正确认该粒子的存在, 则一直要等到2013年。


        2010年,意大利物理学家托马索·多里戈宣称,美国费米实验室的万亿电子伏加速器(Tevatron)可能已经发现了希格斯玻色子。但当时的发现仅限于3倍标准差,因此没有在科学界获得认可。


        直到2013年,欧洲核子研究组织确认发现希格斯玻色子时,其发现的可靠性达到了5倍标准差。因此这些物理学家们才敢向世界大方宣布,我们终于证实了“上帝粒子”的存在。


        为什么2倍标准差和5倍标准差相差很大?原因在于,科学家们为了寻求某一种发现,他们可能会试上成千上万次实验。以希格斯玻色子为例,理论上该粒子仅会在每100亿次碰撞中产生一次。因此为了证实希格斯玻色子的存在,物理学家们设计的粒子对撞机需要重复上千万亿次数级别的碰撞。


        在任何实验中,都有运气的成分,因此也可能会导致虚假的发现。重复实验的次数越多,偶然碰到假象的概率也越高。这就是为什么物理学家们需要把检验标准提高到5倍标准差,确保该实验结果在统计学上能够过关的原因所在。


        “5倍标准差”规则,背后有非常强的逻辑性。但是这个规则,并没有被金融研究行业采纳。目前绝大部分的金融量化研究,都还是以“2倍标准差”作为接受实验结果的标准。这就导致很多金融研究得出的结论并不一定经得起推敲。


上帝粒子指的是什么

上帝粒子是粒子物理学标准模型中自旋为零的玻色子。上帝粒子学名希格斯玻色子,其最早在1964年由彼得·希格斯和弗朗索瓦·恩格勒等在内的6位物理学家提出。希格斯玻色子被认为是生成基本粒子的“质量”之源,且这个粒子是所有的62个粒子中唯一一个没有质量的粒子。希格斯玻色子是因物理学者彼得_希格斯命名,物理学家利昂_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。“上帝粒子”源于莱德曼的《上帝粒子》这本书,这个绰号也让许多物理学家对它心生畏惧。在粒子物理高能粒子物理的微观粒子中“玻色子是可以与费米子对称耦合”形成可测量的“实粒子”,希格斯粒子是希格斯玻色子的“反粒子”,希格斯场的场量子化激发产生希格斯实粒子,它通过自相互作用的介质而获得质量。当今在粒子物理的前沿希格斯粒子耦合的质量实体存在的‘发现’是由中国的粒子物理科学家贡献。


上帝粒子是什么

上帝粒子= 希格斯玻色子 (Higgs Boson) 上帝粒子(希格斯玻色子) 令物质有质量
例如夸克
轻子(电子等等)会有 质量是因为他们含有上帝粒子
光子
胶子没有质量是因为他们无含有上帝粒子。 找到"上帝粒子"后
人类便清析了解为何物质有质量
及 知道宇宙大爆炸之后几秒所演化的分子。 "上帝粒子"是传媒介的专称
其实"上帝粒子"就是希格斯玻色子(Higgs boson)
参考: 忧
CERN发现「上帝粒子」,被视为物理学界近几十年来最重要发现,科学家预期长远而言,「上帝粒子」的发现有助研发新科技,在医学、电脑及制造等范畴都可应用到。 科学家认为,发现「上帝粒子」除了让他们对原子有更深入了解,也完善了著名物理学家爱因斯坦的宇宙理论,不过由于目前科学界对「上帝粒子」仍然所知甚少,有关发现在现阶段仍难以作实际应用。 但假以时日,当科学界对「上帝粒子」有深入和更透彻了解后,未来便可利用它研发新科技,应用在医学、电脑及制造业等范畴。有专家甚至将发现「上帝粒子」与当年发现电子相提并论。电子概念最先在1938年提出,科学家其后利用这概念,研发出电视、 CD及癌症放射性治疗等科技。 dailymail.co.uk/sciencetech/article-2073533/Higgs-boson-First-hard-evidence-God-particle-CERN
参考: 「上帝粒子」,与发现电子相提并论 and 上帝粒子助医学研究
上帝粒子是什么 粒即系个
子即系仔
上帝个仔咪系耶稣罗.


被称为“上帝粒子”的希格斯玻色子,究竟是什么东西?

2012年7月,物理学领域有了一个重大的发现,物理学家们终于解开了困扰他们40多年的谜团。当每个人都兴奋地握手庆祝时,一个老人哭了,这个人就是彼得•希格斯。他对一个新的基本粒子的预测,即标准物理模型中对基本粒子家族的必要补充,最终被证明是正确的。希格斯玻色子的发现尤其令人期待,因为它被吹捧为“上帝粒子”。但是为什么它有这么一个耸人听闻的昵称呢?自然的力量如果说社交媒体教会了我们什么的话,那就是一个文化中的想法会以指数速度传播,但误解也是如此。不了解来龙去脉,就连喜剧也似乎变成悲剧。难道上帝粒子的发现最终证明了上帝确实存在?你在与物理学家交谈时说出 “上帝粒子”这个词时,如果他或她一脸苦相地反驳的话,不要感到惊讶。令物理学家懊恼的是,这个词现在已经不可避免地与粒子纠缠在一起了。对物理学家来说,这是一种不必要的夸张。彼得•希格斯更愿意把它称为物理学最想要的粒子。但是为什么我们如此迫切地想要找到它?标准模型中的基本粒子可以分为费米子和玻色子。费米子是构成物质的粒子,而玻色子则是传递物质之间作用力的粒子。在20世纪50年代末期,科学家证实物质和辐射可以同时表现出粒子和波的行为。这被称为波粒二象性。因此,每个粒子都与一个相应的场或粒子所“携带”的扰动相关联。例如,两个磁体之间的排斥和吸引力是电磁力,但你可能不知道这个磁场是由光子携带的,它的粒子模拟物。虽然我们可以从磁体的运动中探测到磁场,但对携带它的粒子却不能这样说。这是因为力量粒子或玻色子是无形的或虚拟的。标准模型描述了自然界四种基本力中的三种。按照力量顺序,他们可以列为,结合原子核并由胶子携带的强场,最常见的,由电子承载的电磁场,和致使β衰变及核聚变反应,由W和Z粒子携带的弱场。一个叫做引力子的假想粒子被认为携带着引力,这是第四种基本力,但是每一次尝试将其合并到模型中并完成这个谜题时,结果都失败了。对于物理学家来说,无法将一切都包含在一个整体中一直是挫败感的来源。追求对称物理学家渴望确定性,他们希望能够有预测的能力,并见证事件慢慢明朗。标准模型允许我们描述原子核千分之一大小的粒子的行为,但他们仍然不满意。在这些力量中,存在着明显的不对称。电磁学的范围是无限的,但弱相互作用力的范围不是。物理学家认为存在一种对称性,有一种比所有四种基本力更基础的力。他们认为这四种力量是从单一河流中分裂出来的一个三角洲的溪流。因此,所有不同的力量都是一种力量的表现,它是大爆炸后出现的第一个力量。虽然引力目前不予考虑,但我们希望能达到对称性,或者说把剩下的三种力合并成一个我们称之为大统一力(GUF)的力。然而,这样的对称性只能在巨大的能量或大统一能量中见证,大统一能量是宇宙大爆炸后产生的一种能量。为了探测GUF,我们需要一个像太阳系一样大的粒子加速器!所以,物理学家认为他们至少能做的就是把电磁力和弱力结合成“电弱力”。他们希望,在随后的几年里开发出来的粒子加速器能够强大到足以探测到“电弱力”。弱力没有像电磁力那样到处分散的原因是,弱力粒子与光子不同,它们很大。因为它们的质量使它们停滞不前,所以不会到处窜动。在60年代末,史蒂文•温伯格成功地将这两种理论结合起来,创造了电弱理论。他首次预测了W、Z粒子,并计算了它们的质量。16年后,欧洲原子核研究组织(CERN)成功地探测到它们并发现它们的质量大约是一个质子的100倍,这与温伯格最初预测的差距不太大。弱力粒子的发现是历史性的,但我们的研究还没有完成。只有能够解释是什么导致了不对称,是什么导致了大量的力粒子才能建立一个完整的电弱理论框架。讨厌的粒子彼得•希格斯提出了一个新的基本力场的存在,这是一种相互作用,它会在弱场粒子中注入质量。无处不在的力场最终被称为希格斯场,与它相关的粒子被称为希格斯玻色子。希格斯认为W和Z粒子会干扰这个场并产生质量,而光子会以不同的方式快速地穿过,不会产生任何质量。令人惊讶的是,希格斯场不仅导致产生力粒子的质量,还会产生物质粒子。虽然物质扰乱希格斯场的机制不同,但这意味着如果没有希格斯场,就没有质量,没有质量,质子就没有对抗运动,不会停止,聚集和形成物质,而是以光速穿过空间。没有它,我们就不会存在。所以,希格斯玻色子的发现确实非常重要。然而,如果没有证据,一个理论就是推测。希格斯玻色子是出了名的难以捉摸,探测希格斯场所需的能量比一般加速器所能提供的能量大得多。此外,更大的能量会带来更大的风险和成本。没有人能保证更大的加速器就会探测到它。如果所有的努力,高昂的费用和不可挽回的时间最终发现都毫无价值,那该怎么办?二十年过去了,物理学家们仍然一无所知。1993年,美国物理学家Leon Lederman和Dick Teresi写了一篇文章《上帝粒子:如果宇宙是答案,那问题是什么?》。有趣的是,最初的标题是《这令人讨厌的粒子》(The Goddamn Particle),反映了物理学家在近20年里无法找到它的巨大挫败感。然而,出版商不同意,之后作者把单词删减成“上帝”。结果这个名字就粘在上面了。就像一个有责任心的寄生虫,似乎不会很快离开。误释被曲解了,阴谋也随之而来。2005年大型强子对撞机(LHC)开始开发时,扑朔迷离的阴谋正四处流传。一些人认为物理学家打开了通往地狱的大门。物理学家通过研究在高速粒子碰撞中分散的碎片,发现了新的、更小的基本粒子。这类似于通过检查电视机从建筑物顶部扔下来摔成的碎片来研究其内部结构。2012年,人类有史以来建造的最强大的粒子加速器LHC,以接近光速的速度碰撞质子,最终发现了长久以来寻找的希格斯玻色子,原来它隐藏在内部。希格斯场的发现仅仅是个开始。我们推测,这个场的许多“版本”最终将不仅仅是对称建立,而是所谓的超对称,它是一个扩展的标准模型,有望填补剩余的空白。这也包括暗物质的构成,暗物质目前似乎比希格斯场更难以理解。不管是不是上帝粒子,这个发现是开创性的,也许是我们短暂历史上最重要的发现之一。我们的祖先带着棍子出发,但最重要的是,带着好奇心,沿着潮湿的砾石,追踪水斑找到溪流,爬过一个个悬崖,跟着溪流发现池塘,我们现在已经艰难地追踪到这四大河流。在这段时间里,我们已经锻造了一些工具,正如英国科幻作家Arthur Clarke所说,它们与魔法别无二致。很快,我们就会沿着河流到达最终的“大河”,把我们的木棍固定在它旁边的地面上,回顾我们史诗般的朝圣之旅。然后我们就可以停止好奇“如何做”,而开始思考“为什么”。

希格斯波色子,为什么被称为“上帝粒子”?

因为希格斯波色子与空间中物体的质量形成有关。希格斯波色子又被称之为希格斯离子,是质量这一维度的组成元素,有了质量离子才会结合为原子,原子才会结合成为分子,分子进一步组成了物体。所以说希格斯离子被认为是世界的组成元素,这也就是为什么被称为上帝离子的原因了。在上世界六十年代,英国的物理学家希格斯开始研究物质质量的根本,质量其实就是一个物体获得加速度的难度,物质的重量越大,获得加速度的难度越大,以此来定义物质的重量。这是希格斯在以此散步中偶然突发奇想的想法,认为空间就像水,物质在水中运动会受到阻力,需要突破这种阻碍就需要有所付出,以此获得的加速度就是我们所说的质量。后来欧洲的科研机构CERN在日内瓦建造了一座大型强子对撞机,科学家们尝试将离子加速到光速,希望通过这种方法印证希格斯波色子的存在,终于在2013年试验成功,初步确认了希格斯波色子是存在的,并且定名为希格斯玻色子 ,之后希格斯本人因此获得了当年的诺贝尔奖。希格斯波色子的发现是人类物理学上的一个重大突破,是里程碑式的重大事件,证明了很多之前的理论,例如真空不空,和空间并不是一个虚无的东西,而是拥有自己的特性的,希格斯波色子被验证广泛的存在于空间之中,给所有的物质施加质量以保证他们的重力加速度,让人们认识到即使是在绝对的真空中也可以对物质进行实在的影响。另外最重要的是希格斯波色子可以打破对称性,这种变相性会造成若电场破坏,这将是未来人们下一步的研究方向。

希格斯玻色子是什么?

希格斯玻色子是粒子物理学标准模型预言的一种自旋为零的玻色子。它是标准模型中最后一种未被发现的粒子。它可以帮助解析为何其它粒子会有质量。拓展资料希格斯玻色子(英语:Higgs boson),别称上帝粒子(God particle)。物理学家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,并将质量赋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。2012年7月2日,美国能源部下属的费米国家加速器实验室宣布,该实验室最新数据接近证明被称为“上帝粒子”的希格斯玻色子的存在。2013年2月4日,该实验室确认上帝粒子的存在。

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