"上帝粒子"獲新證據支持 盤點該粒子的六大影響

2021-01-15 環球網

據國外媒體報導,3月14日,物理學家宣稱,2012年大型強子對撞機(LHC)發現的一種新粒子就是希格斯玻色子,這種長期尋找的神秘粒子將解釋其它粒子如何獲得質量。

這項發現是在大型強子對撞機實驗中證實的,在實驗中質子以接近光速的速度環繞瑞士和法國地下一個27公裡長的環狀隧道運行,希格斯玻色子是物理學標準模型中唯一尚未找到的粒子,由於它極其重要又難以找到,因此也被稱為「上帝粒子」。

科學家指出,希格斯玻色子得以證實,這將在科學界產生廣泛而深遠的影響,以下是六個最重要的影響:

1、質量起源

長期以來,希格斯玻色子被認為是揭曉質量的神秘起源,該粒子與「希格斯場」密切相關,從理論角度上講,希格斯場遍布整個宇宙。當其它粒子穿過希格斯場時,它們就獲得質量,這與遊泳者在水池中遊泳全身變溼的道理一樣。

2012年宣稱發現希格斯玻色子時美國哈佛大學物理學家Joao Guimaraes da Costa說:「希格斯機制將使我們理解微粒如何獲取質量,如果不存在這樣的機制,任何事物都將沒有質量。」

目前,物理學家宣布這種最新粒子就是希格斯玻色子將進一步證實希格斯機制是微粒獲取質量的正確途徑。加州理工學院物理學教授瑪麗亞-斯皮羅普說:「這項發現表明質量如何起源於量子等級。」

2、標準模型

標準模型是描述宇宙非常微小成分的粒子物理學規範性理論,上帝粒子的發現意味著標準模型所預測的每一種粒子都已發現

標準模型是描述宇宙非常微小成分的粒子物理學規範性理論,標準模型所預測的每一種粒子都已發現,但除了希格斯玻色子。

歐洲核子研究委員會研究員喬納斯-斯特朗伯格說:「這是標準模型中未發現的部分,通過發現希格斯玻色子,將進一步證實了該理論的正確性。」迄今為止,希格斯玻色子與標準模型所預測的情況相匹配,儘管如此,標準模型並非完整,它並不包含重力。例如:遺漏了構成宇宙98%物質成分的暗物質。

3月14日費米實驗室緊湊型μ子螺旋型磁譜儀(CMS)主管帕蒂-麥克布賴德說:「發現標準模型中存在希格斯玻色子這一明顯證據仍不能完全理解宇宙,目前我們仍無法理解為什麼引力如此虛弱,我們必須解決神秘的暗物質之謎,現在令人滿意的是更進一步地證實這個48年歷史的標準模型理論。」

3、弱電作用力

證實發現希格斯玻色子將有助於解釋宇宙中的兩種基礎作用力如何發生交互作用——電磁作用力控制帶電粒子之間的交互作用;弱作用力與放射性衰變有關。

自然界每一種作用力都與粒子有關,與電磁關聯的粒子是光子,一種微型無質量的粒子。弱作用力與W玻色子和Z玻色子緊密相連,它們具有一定的質量。希格斯機制被認為與弱作用力密切相關。

斯特朗伯格說:「如果你引入了希格斯場,W玻色子和Z玻色子將與希格斯場進行混合,並獲得了質量。這將解釋為什麼W玻色子和Z玻色子擁有質量,同時在弱電作用力中將電磁和弱作用力結合在一起。」

4、超對稱性理論

超對稱性理論受發現希格斯玻色子的影響,該理論假定每一個已知粒子都擁有「超對稱粒子」,且具有輕微的特徵差異。

之所以超對稱性理論倍受關注是因為它能夠規範統一自然界其它作用力,甚至提供構成暗物質的候選粒子。迄今為止科學家僅發現標準模型中的希格斯玻色子是候選粒子,再沒有發現任何具有超對稱性粒子的線索。

5、驗證大型強子對撞機

大型強子對撞機是世界上最大的粒子加速器,是由歐洲核子研究委員會(CERN)斥資100億美元建造的,它用於探測曾抵達地球的較高能量,發現希格斯玻色子是該儀器的最主要目標之一。

科學家最新宣稱發現希格斯玻色子將很大程度地肯定了大型強子對撞機的有效性,以及多年以來科學家們的工作。加州理工學院物理學教授瑪麗亞-斯皮羅普說:「這項發現解釋了質量如何源自量子等級,它是我們建造大型強子對撞機的理由,這是一項空前未有的科學項目。」

6、預示宇宙末日?

由於發現希格斯玻色子開啟了之前不可能存在的新型計算模式,其中暗示著未來數十億年之後將出現宇宙大災難。

科學家稱,發現希格斯玻色子開啟了之前不可能存在的新型計算模式,其中暗示著未來數十億年之後將出現宇宙大災難。

希格斯玻色子的質量是評估預示未來空間和時間的重要部分,其質量大約是質子的126倍,從根本上希格斯玻色子需要建立一個不穩定動蕩的宇宙,未來數十億年之後將發生一場宇宙大災難。

今年2月份召開的美國科學促進會年會上,費米國家實驗室理論物理學家約瑟夫-林肯說:「這項評估計算告訴我們未來數十億年將出現一場宇宙大災難,我們生存的宇宙本質上是不穩定的,未來幾十億年的某一時刻宇宙將消亡。」(卡麥拉)

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