上帝粒子找到了沒有?它究竟能帶來什麼影響?
2023-03-31 16:06:32 1
上帝粒子，這是上個世紀60年代英國的物理學家彼得·希格斯提出來，所以也把它叫做希格斯玻色子，近些年來個大科學家都在研究上帝粒子，因為它能產生的影響實在是大到驚人，上帝粒子與質量起源之謎、電弱作用力的證明實驗、驗證大型強子對撞機等都有影響，上帝粒子到底找到沒有呢？
上帝粒子是什麼？
上帝粒子，也叫做希格斯玻色子，這是粒子物理學標準模型預言的一種自旋為零的玻色子。1964年，英國物理學家彼得·希格斯提出了希格斯機制。在此機制中，希格斯場引起自發對稱性破缺，並將質量予規範傳播子和費米子。希格斯粒子是希格斯場的場量子化激發，它通過自相互作用而獲得質量。
上帝粒子名字的來源：
1964年，英國物理學家彼得·希格斯提出「希格斯玻色子，1988年，諾貝爾物理學獎獲得者利昂·萊德曼無意中為希格斯玻色子起了「上帝粒子」這麼一個名字。萊德曼寫了本科普書，原書名叫「該死的粒子，因為希格斯玻色子難以找到，但出版商認為不妥，遂改成了「上帝粒子」。然而，許多科學家卻不喜歡這一稱呼，因為它過分強調了這粒子的重要性和太宗教化。希格斯本人也不喜歡，但有意思的是，當別人提到「希格斯玻色子」時，希格斯總是誠惶誠恐，因為他覺得「不配用自己的名字」命名這種粒子。
上帝粒子找到了嗎？
最新數據顯示，科學家於兩年前利用大型強子撞加速裝置發現的粒子確實就是上帝粒子。物理學家認為，它是使基本粒子獲得質量的關鍵，基本粒子分為兩類，一類是傳遞力量的玻色子，另一類是構成物質的費米子。原先的測量研究已經證明，新發現的粒子能夠與玻色子相互作用，且能通過衰變分解成兩個光量子：它們或是兩個傳遞電磁力的玻色子，或是兩個傳遞弱核力的大質量粒子Z玻色子。
現在，研究者利用大型強子撞加速裝置上龐大的CMS粒子探測器發現，新粒子還能衰變成為兩個費米子：它們或者是兩個tau輕子——是電子的同族但比後者質量更大；或是兩個底夸克——是組成質子和中子的上夸克和下夸克的同族，但比它們更穩定。研究者將這一結果發表在近日的《自然－物理學》上。該研究極為有力地證明，儘管潛伏在真空中，但新發現的粒子就是希格斯玻色子。
上帝粒子帶來的影響：
1.質量的起源之謎
科學家此前認為質量的起源之謎與希格斯玻色子有關，瀰漫在宇宙中的希格斯場是假定中的量子場，基本粒子與希格斯場之間的相互作用時獲得了質量。LHC 對撞機 ATLAS 探測器試驗物理學家吉馬良斯達科斯塔認為如果沒有這個機制，那麼一切事物都是無質量的。希格斯玻色子的確認也證明了希格斯機制的正確性。
2.標準模型的最後一塊拼圖
標準模型在粒子物理學中佔據了統治地位，根據其預言的粒子均已被發現，唯獨希格斯玻色子還未被發現。ATLAS 探測器研究員喬納斯斯特蘭德貝格認為 LHC 的發現結果將得到確認，我們現有的粒子物理理論是正確的。到目前為止，希格斯玻色子似乎與標準模型的預言相匹配，但是即便是標準模型，依然被認為是不完整的，比如其「遺漏」的暗物質這個重要的角色，而宇宙中暗物質佔據了近 98%，我們目前所看到的星系團等天體僅僅是極小一塊可見的物質。
3.電弱作用力的證明實驗前進了一大步
弱相互作用與電磁作用合併成電弱相互作用，兩種作用力也被統一為電弱作用力，希格斯玻色子的發現有助於解釋宇宙中的「根本力量」。在此之前，科學家通過歐核中心超級質子同步加速器（SPS）發現了W和Z玻色子，證實電弱相互作用的存在。如果引入希格斯場，那麼兩種玻色子就可以混合在希格斯場中而獲得了質量。這就解釋了W和Z玻色子為什麼會有質量的疑問，此外還統一了電磁和弱相互作用，因此希格斯場將這兩股主要的基本力「聯合」了起來。
4.揭開宇宙中超對稱之謎
費米子與玻色子之間的對稱性一直以來是物理學家們研究對象，而希格斯玻色子的發現也對超對稱理論產生了影響。超對稱理論具有強大的吸引力，可以幫助統一其他自然力量，甚至還可以接納暗物質粒子。但是，到目前為止，科學家們並沒有發現任何跡象可暗示超對稱粒子存在。
5.驗證大型強子對撞機
大型強子對撞機是目前世界上最強大的粒子加速器，其造價達到 100 億美元，隸屬於歐洲核子研究中心，在此之前，它的主要目標之一就是尋找希格斯玻色子。科學家認為粒子加速器有助於我們在量子水平上認為質量的來源，來自世界各地的大學和實驗室的物理學家們已經工作了數十年，同時也驗證了科學家彼得·希格斯等在 1964 年首次提出的希格斯機制的正確。
6.希格斯玻色子的發現意味著宇宙末日嗎？
希格斯玻色子的發現打開了新的計算方法，有研究人員稱宇宙將在數十億年後面臨一場大災難。希格斯玻色子的質量是時空計算方法的一個重要組成部分，伊利諾州費米國家加速器實驗室理論物理學家約瑟夫·萊肯認為根據這計算結果，可以預見在未來數十億年後宇宙將面臨一場大災難。這可能是我們所處的宇宙本質上就是不穩定的。
