被稱為上帝粒子的“希格斯玻色子”到底是什麼?

“粒子”,這個詞指的是宇宙中可以自由運動的物質最小組成單位。不同的粒子組成了這個複雜的宇宙,同時這些粒子的運動造成了各種不同的變化和物理性質,研究微觀粒子的運動規律,才是破解宇宙本質難題的方向,因為宏觀世界中所有的物質都是由這些基本粒子組成的,不論是生命還是星球,從微觀的角度來看其實都是一個個基本粒子。

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如果把所有的基本粒子分個類,那麼只有兩種粒子,分別是玻色子和費米子,自旋半整數是費米子,整數是玻色子,費米子是組成物質基本結構的物質粒子,而玻色子是傳遞各種相互作用的粒子。

玻色子中最神奇的應該就是“希格斯玻色子”,這種自旋為零的粒子被稱為“上帝粒子”,它的神奇之處在於塑造了宇宙中的萬物,

科學家

認為希格斯玻色子是賦予其他粒子質量的粒子,正是因為希格斯玻色子賦予了其他粒子質量,粒子才能在一起組合成各種物質,因此希格斯玻色子被稱為塑造了整個宇宙的“上帝粒子”。

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提到希格斯粒子就必須提到希格斯場,希格斯場是一種假定存在於整個宇宙中的量子場,希格斯粒子就是希格斯場震動產生的,如果可以找到希格斯粒子的話就可以假定希格斯場真的普遍存在於整個宇宙中。

在我們的

量子力學

存在一個“標準模型”,這個標準模型是統一三大基本力的物理理論,除了引力之外的基本力都可以在用標準模型解釋,標準模型和量子力學以及狹義相對論相容,但是標準模型無法和廣義相對論相容,科學家一直試圖找到“引力子”這個假想中的粒子,讓標準模型更加的完善。

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希格斯機制是標準模型中解釋質量產生的機制,“量子場”是量子力學中描述微觀物質運動的一種特別有效的概念,因為量子都具備“波粒二象性”,而量子場可以解釋量子的波動性,也可以解釋量子的粒子性。

發現希格斯粒子,就可以從側面證明希格斯場的存在,然後就可以證明希格斯機制和標準模型也是正確的。當然,也有一些比較特殊的粒子不會和希格斯場發生相互作用,光子和膠子就是很好的例子。靜止的光子質量為零,而運動起來的光子會產生動能製造一定的能量,從本質上來說能量和質量是等價的。

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如果沒有希格斯場存在,那麼現在的宇宙中就不會有各種可見物質,當電子沒有質量時,原子就會更大,導致原子會相互碰撞無法單獨存在,各種可見物質都無法誕生,宇宙可能就是一團混沌的虛無。

希格斯場在特別特別極端的環境下也會發生變化,比如溫度特別高時,希格斯場就無法保持穩定,但是想要達到這樣的溫度幾乎是不可能的,我們的宇宙在大爆炸發生後的瞬間才能達到這樣的高溫,隨著宇宙溫度的逐步降低,希格斯場就變得越來越穩定,四大基本作用力才得以出現。

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在極端的低溫環境下,也就是所謂的“絕對零度”時,希格斯場也會變得不穩定,會降低到最低能量狀態,形成量子力學中的絕對真空,但是從本質上來說宇宙永遠不可能進入絕對零度,同時進入絕對零度時宇宙仍然會有一定的本底能量存在,極端的高溫和極端的低溫從現在的理論來看都是無法實現的,所以希格斯場如果存在的話,幾乎就是百分百穩定的,如果希格斯場不穩定,我們的物質世界也就亂套了。

並不是宇宙中全部的物質質量都是由希格斯粒子賦予的,比如“暗物質”和“黑洞”,它們的質量就不是來自於希格斯場,並且引力和希格斯場並沒有太大的關係,為了解釋的引力存在,科學家還假設宇宙中存在一種傳遞引力的玻色子,它就是“引力子”,但是從廣義相對論的觀點來看,引力子是沒有必要存在的。

希格斯玻色子在誕生的瞬間就會快速衰變泯滅,無法直接觀察到它們的存在,但是我們可以根據它們衰變後留下的產物來間接研究希格斯玻色子,可是想要百分百確定我們發現的就是希格斯玻色子留下的痕跡是一件很困難的事情,目前科學家只發現了希格斯玻色子存在的跡象,並不能百分百確認這種玻色子就是確實存在的,我們需要計算能力更強大的電腦和更強大的粒子對撞器,才能發現更多的奧秘。

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