【转载】 科学问答:希格斯玻色子

teiler

知名会员
管理成员
BBC中文网
更新时间 2012年7月4日, 格林尼治标准时间14:39


欧洲大型强子对撞机科学家宣布发现了一种新的粒子,很可能是物理学家长期寻找的希格斯玻色子。

如果科学家能够证实自己发现了希格斯玻色子,这必将成为21世纪人类最伟大的科学发现之一。

什么是希格斯玻色子?为什么粒子物理学家用了40多年时间苦苦寻找这个粒子?

120704082619_higgs_304x171_afp_nocredit.jpg
质子束对撞后产生出无数的基本粒子

什么是希格斯玻色子?

自然界中物体之间的相互作用可以划分为4种力:引力(重力)、电磁力、强相互作用力、弱相互作用力。在爱因斯坦相对论解决了重力问题后,科学家开始尝试建立统一的模型,以解释通过后3种力相互作用的所有粒子。

科学家建立起称为“标准模型”的粒子物理学理论,把基本粒子分为3大类:夸克、轻子和玻色子。标准模型的缺陷是这个模型不能解释物质质量的来源。

1964年,包括英国科学家希格斯在内的6位物理学家提出希格斯场的存在,并预言了希格斯玻色子的存在,而希格斯玻色子是物质质量的来源。

标准模型预言了62种基本粒子的存在,这些粒子基本都已被实验所证实,希格斯玻色子是最后一个尚未发现的基本粒子。

为什么质量如此重要?

简单地说,质量是一个物体中含有多少物质的度量。如果没有质量,构成我们现在所看到物体的所有基本粒子都将以光速飞速运动,宇宙间的物质将不会像现在这样存在。

希格斯理论认为,其他粒子在希格斯玻色子构成的希格斯场中受到作用,产生惯性,从而获得质量。

这就像在雪地中行走一样,你的鞋和地上的雪相互作用,受到拖拽,使你行进的速度放缓。

科学家是如何寻找希格斯玻色子的?

标准模型并没有预言希格斯玻色子的质量数值,包括欧洲大型强子对撞机在内的粒子加速器都是在一个可以达到的质量范围内寻找希格斯玻色子的。

欧洲大型强子对撞机把两个质子束加速到接近光速,相互对撞,从而倾泻出无数只有在极高能量状态下才能产生出的基本粒子。

科学家也许永远无法直接观察到希格斯玻色子,但是科学家可能在这一团粒子中发现其行为如此前预测的粒子。也就是说,希格斯玻色子可能迅速蜕变为其他粒子,但是他会留下证明自己存在过的痕迹。

什么时候才能声称自己发现了希格斯玻色子?

物理学家在声称自己有所发现的问题上是极为谨慎的。如果你抛出一枚硬币10次,其中8次以正面向上落地,你也许会认为这枚硬币被做过手脚。

但是,如果一位物理学家要想做出类似的结论,声称自己有所发现,则需要在数百次抛出硬币的过程中得到同样的结果。

科学家首先需要做的一项重要工作是确定希格斯玻色子的确切质量。乐观地说,科学家目前距离这个目标似乎已经不太遥远。

下一步是确定这个粒子的行为是否同理论中预测的行为相一致,包括他同其他粒子相互作用的方式,以及蜕变为其他粒子的过程。
 

Sophist

知名会员
回复: 【ZT】 科学问答:希格斯玻色子

传说中的上帝粒子,霍金曾否认它的存在。
 

zyflisp

活跃会员
回复: 【ZT】 科学问答:希格斯玻色子

不大相信它会存在,因为这意味着物质可以独立于运动存在,是个类似于以太的怪物。
 

chaixingzi

初级会员
回复: 【ZT】 科学问答:希格斯玻色子

科学建构的结果。提出猜想,实验证明,不过是科学家的臆测而已。
 

teiler

知名会员
管理成员
回复: 【ZT】 科学问答:希格斯玻色子

科学建构的结果。提出猜想,实验证明,不过是科学家的臆测而已。
这是非常严厉的指责。遗憾的是我没有看到与此严厉程度相应的论证。相反,这是我看到过最为“臆测”的对科学的批判。
 

chaixingzi

初级会员
回复: 【ZT】 科学问答:希格斯玻色子

这是非常严厉的指责。遗憾的是我没有看到与此严厉程度相应的论证。相反,这是我看到过最为“臆测”的对科学的批判。

本意不在指责,只是表达自己肤浅的认识。

人对于世界的认识,只是基于人的局限性,并不代表世界本来就是这样。而且对于这种认识,只是代表当下人的认识,以前、以后,认识也会不断改变。科学界提出预测,就已经表明按照自己的意愿构建了世界,随后的过程不过是合法化其预测而已,希格斯子的发现正是这样。然后我们也就把这个建构的世界当成是理所当然、现实的世界,直到新的建构出现。几十年间,物理粒子理论经历了很大改变,理论越来越来越具有猜想性,或者说,具有神话般的神秘性,不确定性,实验的论证也丝毫不能改变其神话的性质。

我想表达的是,这个世界是不可知的,不可确定的,我们只是在不确定的基础上建构这个世界。

套用一句,世界是个小姑娘,就看你怎么打扮她了。
 
顶部