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“上帝粒子”是“撞”出来的吗

2018-05-14

科学导报 2018年36期
关键词:玻色子踪迹对撞机

“上帝粒子”因2013年的諾贝尔物理学奖而被世人所知。来自欧洲大型强子对撞机(LHC)的数据显示,行踪神秘的上帝粒子可能已经被找到了。那么,什么是上帝粒子?它是被对撞机碰巧“撞”出来的吗?

古希腊人把不可分的最小物质单元叫作原子,19世纪初,道尔顿等人认为化学反应中不可分的最小粒子就是原子。但不少物理学家执着地认为,原子并非不可再分,它还有内部结构。后来经过数位物理学家的努力,人们认识了更多的基本粒子,并逐渐形成了“基本粒子的标准模型”。但有个问题一直困扰着科学界:基本粒子的质量是怎么来的呢?为什么粒子的静止质量会大小不一?

英国物理学家希格斯想了个办法——假设宇宙中有一个无处不在的场,那么基本粒子可以通过与场的相互作用而获得质量,产生希格斯玻色子。基本粒子与该场之间的作用强度不同,所获得的质量也就不同。这种场像上帝一样无处不在,故而希格斯玻色子被物理学家戏称为“上帝粒子”,它是赋予大部分基本粒子质量的根源。

根据最初的猜想,只要能量足够高,就有希望观测到上帝粒子。于是从1964年希格斯粒子提出以来,人们花了近50年的时间,终于利用强大的粒子对撞机发现了上帝粒子的踪迹。可见捕捉到上帝粒子的踪迹并非巧合,而是在科学猜想的指导下,人类不断探寻的结果。

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