希格斯玻色子源于上个世纪60年代的理论预言,在2012年,该粒子初次被欧洲核子研讨安排经过强子对撞机寻觅到,希格斯玻色子对标准模型的完善至关重要。
咱们一般以为由于希格斯玻色子赋予了传递短程力的玻色子(弱力和强力的传达子)以质量,所以才构成了原子核的安稳。这种重要意义不亚于天主创世。所以咱们该将希格斯玻色子命名为“天主粒子”来显示其重要性。
但现实远非如此,天主粒子最早起源于已故科普作家—莱昂·莱德曼在1993年出书的科普作品《天主粒子》的书名。
作者之所以将希格斯玻色子称为天主粒子,是由于他以为玻色子在当今的物理学状况中至关重要。
天主粒子的本意是“该死的粒子”,正是由于要假定它得存在,才导致已树立的粒子物理学又需求面对严重调整,这会给物理学家制作非常扎手的费事。
这个桥段有点像开尔文在1900年的跨世纪科学讲演的戏剧化桥段。开尔文表明:19世纪末,物理学的大厦现已建成,但晴朗的天空中仍旧漂浮着两朵令人不安的乌云。
跟着这两朵乌云的遣散,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微观的领域。
科学家当然期望现已树立起的理论永久且完美。
而不得不引进的“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”戏弄希格斯波色子。
对希格斯玻色子的验证公然没出科学家的意料,这粒子太难以捉摸了。
比方咱们一开始寻觅电子,只需求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求树立起世界上最贵重的仪器—强子对撞机。
希格斯玻色子为什么如此重要?
第一个原因:希格斯玻色子是查验标准模型准确性过程中终究待霸占的粒子。
第二个原因:质量是万物的内涵特点,假设没有希格斯机制,咱们很难幻想其他粒子的质量是怎样来的?
粒子物理学中,构成物质的基本粒子隶归于费米子,而物质之间会相互作用,这是力的表现,传递力的粒子归于玻色子。力的超距作用是不可能的,所以由费米子构成的物质需求传达子来担任力的传递。(引力暂时在外)
在弱力,强力,电磁力中,只要质量为零的光子才干传递长程力。而弱力和强力是短程力。现实证明,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?
为了处理这一问题,科学家提出来了很多的机制,终究只要希格斯机制在不损坏标准模型的情况下也能解说短程力标准玻色子的质量来历之谜。希格斯机制仅仅引进一个“实体”,而不损坏本体。
希格斯玻色子源于希格斯机制,咱们尽管没有有用的手法验证希格斯机制的正确性,可是可以终究靠该机制下预言的粒子而佐证其正确性。
经过希格斯玻色子估测希格斯机制的存在就好像经过波涛估测水的存在。
可是希格斯玻色子寿数极短,即使被捕获到也会在1.56×10^ 22 s内衰变成其他粒子。
这就需求能量极大的磕碰发生这种粒子,而且仪器需求极端灵敏才干在磕碰发生的很多粒子中寻觅该粒子。