希格斯玻色子的发现对物理界的意义

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1、上帝粒子的发现在物理学上的重要意义摘要：上帝粒子，即希格斯坡色子的发现，牵动着广人科学家的心，作为标准粒子模型的最后一个被发现的粒子，对重新构建新的粒子场模型有若极其:車:要的意义。它的发现不仅证明了标准粒子模型的正确性，也对整个物理世界产生了巨大冲*。1964年，英国物理学家彼得.希格斯(P.W.Higgs)发表了一篇学术文章，提出了一种新的粒子场假说，预言-•种没有质跫、能够吸附其它粒子进而产生质量的玻色子的存在，屈于按【0,1.......】整数自旋的基本粒子，亦如光子、氢原子等。它自旋的方程和波函数区别于其它粒子，能景状态只能取不连续的景子态，似允许多个玻色子占奋同一种状态。希格斯

2、认为，这种玻色子是物质的质:R:之源，是电子和夸克等粒了形成质朵的基础，K它粒子在这种粒子形成的场中游弋并产生惯性，进而形成质量，构筑大千世界。希格斯这一假说惹业界掀起轩然大波，宇宙学权威斯蒂芬.霍金以100美元押注，向美国密歇根大学的戈登凯恩打赌“上帝粒了”不存在。一时间，科学家们莫衷于是众说纷纭……因为该假说若得以岗证，将颠覆己成定论的粒子场理论，改变人们认识微观世界的方式，对秉新汄识宇宙起源其有划吋代意义。发现它还有助于解释为什么有的粒子没有质M，反之亦然。乂因它足敁后一种未被发现的某本粒了，对重新构建新的粒了场模型冇着极K重要的意义。而若它一W被“证伪”，希格斯构建的粒子场新标准模

3、型的人厦将倾，而因它在意义上极其東要乂实在难找，因此人们乂称它为“上帝粒子”。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“强烈表明”被称为“上帝粒子”的希格斯玻色子的存在，不过这些数据只是接近证明它的存在。椐国外媒体报道，2013年3J]14LI,物理学家宣称，2012年大型强了•对撞机(LHC)发现的一种新粒子就是希格斯玻色子，这种长期寻找的神秘粒子将解释其它粒子如何获得质量。当然，希格斯玻色子发现意义不仅仅在于霍金输了一块钱，还有其对整个物理世界产生的巨大冲击。1.质量的起源之谜科学家此前认为质量的起源之谜与希格斯玻色子有关，弥漫在宇宙屮的希格斯场是

4、假定中的fi了场，菽木粒子与希格斯场之间的相互作川时获彳•了质fi。LHC对撺机ATLAS探测器试验物理学家古马良斯达科斯塔认为如果没奋这个机制，那么一切事物都足无质量的。希格斯玻色子的确汄也证明了希格斯机制的正确性。2.标准模型的最后一块拼图标准模型在粒子物理学中占据了统治地位，根据其预言的粒子均己被发现，唯独希格斯坡色子还未被发现。ATLAS探测器研究员乔纳斯斯特兰徳贝格认为LHC的发现结果将得到确汄，我们现有的粒子物理理论是正确的。到目前为止，希格斯玻色子似乎与标准模型的预言相匹配，但是即便是标准模型，依然被汄为是不完整的，比如艽“遗漏”的暗物质这个重要的角色，而宇宙屮暗物质占据了近

5、98%，我们H前所看到的S系团等天体仅仅是极小一块可见的物质。3.电弱作用力的证明实验前进了一人步弱相互作川与电磁作川合扑成电弱相互作川，两种作川力也被统-•为电弱作川力，希格斯玻色子的发现有助于解释宇宙中的“根本力跫”。在此之前，科学家通过欧核屮心超级质子步加速器(SPS)发现了W和Z玻色子，证实电弱相互作用的存在。如果引入希格斯场，那么两种玻色子就可以混合在希格斯场屮而获得了质量。这就解释了W和Z玻色子为什么会冇质S的疑问，此外还统一了电磁和弱相互作用，因此希格斯场将这两股主要的某本力“联合”了起来。1.揭开宇宙中超对称之谜费米子与玻色了之叫的对称性一直以来是物理学家们研究对象，而希格

6、斯玻色子的发现也对超对称理论产生了影响。超对称理论具奋强人的吸引力，可以帮助统-•其他£1然力景,甚至还可以接纳暗物质粒子。但是，到F1前为止，科学家们并没有发现任何迹象可暗示超对称粒子存在。2.验证人型强子对撞机大型强了对撞机是目前世界上敁强大的粒了加速器，K造价达到loo亿美元，隶属于欧洲核子研究中心，在此之前，它的主耍F1标之一就是寻找希格斯玻色子。科学家认为粒子加速器冇助于我们在S子水平上认为质虽的米源，米自世界各地的大学和实验室的物理学家们己经工作了数十年，同吋也验证了科学家彼得•希格斯等在1964年酋次提出的希格斯机制的正确。3.希格斯玻色子的发现意味着宇宙末U叫？希格斯玻色子

7、的发现打开了新的计算方法，有研究人员称宇宙将在数十亿年后面临一场人灾难。希格斯玻色子的质暈足吋空计算方法的一个重要纟II成部分，伊利诺伊州费米国家加速器实验室理论物理学家约瑟夫•莱肯认为根裾这计算结果，可以预见在未来数十亿年门宇宙将側临一场大灾难。这可能是我们所处的宇宙本质上就是不稳定的。但事情好像还没有那么简单，据物理学家组织网2014年11月8日(北京吋间)报道，就在最近，一个国际研究W队深度分析了欧核中心现有的科学