尋找希格斯玻色子的五大意義,被認爲是解決質量起源謎團的關鍵


科學家們正在關注難以捉摸的希格斯玻色子,現在瑞士日內瓦世界最大的粒子加速器大型強子對撞機研究人員表示,他們已經縮小了希格斯的質量範圍,甚至看到了可能存在的初步暗示。如果物理學家能夠明確地檢測到希格斯玻色子並確定它的質量,那麼這一發現將具有廣泛的影響。一、質量起源:希格斯玻色子一直被認為是解決質量起源謎團的關鍵。

希格斯玻色子與一個稱為希格斯場的場相關聯,這一理論被認為是瀰漫宇宙的。當其他粒子在這一領域中運動時,它們會獲得質量,就像游泳者在池子裡移動時會淋溼一樣。“希格斯機制是讓我們瞭解粒子是如何獲得質量的,”哈佛大學的物理學家JoaGuimaaaes Da Casa說,他是LHC的ATLASS實驗的標準模型召集人。如果沒有這樣的機制,那麼一切都將是無質量的。

如果物理學家證實希格斯玻色子存在,這個發現也將證實希格斯粒子獲得質量的機制是正確的。而且,它可以為下一個謎團提供線索,這就是為什麼單個粒子具有它們所做的質量。“這可能是一個更大的理論的一部分,”哈佛大學粒子物理學家麗莎·藍道爾說,“知道希格斯玻色子是什麼,這是瞭解這個理論可能的更多的第一步。它是相連的。”


二、標準模型。標準模型是粒子物理學的統治理論,它描述了宇宙中非常小的成分。每一個由標準模型預測的粒子都被發現了——除了一個:希格斯玻色子。“這是標準模型中缺失的一塊,”CERN研究阿特拉斯實驗的研究員Jonas Strandberg說。所以肯定是我們現在的理論是正確的。如果我們找不到“希格斯”,那就意味著我們做出了一些錯誤的假設,而我們必須回到繪圖板上。

雖然希格斯玻色子的發現將完成標準模型,並完成其當前的所有預測,但標準模型本身並不被認為是完整的。它不包括重力,並排除暗物質的想法,佔宇宙中所有物質的98%。“標準模型描述了我們所測量的,但我們知道它沒有重力,它沒有暗物質,”CERN物理學家William Murray說,他是英國科學技術設施委員會物理學家阿特拉斯的高級希格斯召集人。包括更多。”

三、電擊力量。發現希格斯玻色子也有助於解釋宇宙中的兩種基本力——控制帶電粒子間相互作用的電磁力,以及負責放射性衰變的弱力——是如何統一的。自然界中的每一個力都與一個粒子聯繫在一起。與電磁有關的粒子是光子,一種微小的無質量粒子。弱力與稱為W和Z玻色子的粒子有關,這是非常大的。希格斯機制被認為是造成這種情況的原因。


四、超對稱。另一個會受到希格斯發現影響的理論稱為超對稱。這個想法假設每個已知的粒子都有一個具有略微不同特徵的“超級粒子”粒子。超對稱是有吸引力的,因為它可以幫助統一一些自然界的其他力量,甚至提供了組成暗物質的粒子的候選物。根據希格斯玻色子的實際質量,它可以為超對稱性提供可信度,或者對理論產生懷疑。

五、LHC驗證。在大型強子對撞機是世界上最大的粒子加速器。它由歐洲核研究組織建造的價值約100億美元的探測器探測比地球上曾經達到過的能量更高的能量。發現希格斯玻色子被吹捧為機器最大的目標之一。希格斯的發現將為大型強子對撞機和為搜索工作多年的科學家提供重要驗證。

“如果希格斯最終被發現,這將是一個非常大的步驟,”吉馬良斯達科斯塔說。“你必須投入很多年的時間,並且看到它是非常令人興奮的,對於這個領域來說非常有用,因為建造這些機器需要花費很多錢,而且你需要證明我們為什麼要生產這些機器。我們對宇宙做出如此重要的發現,這是為什麼我們應該投資這些事情的理由。“希格斯的發現也將對科學家彼得希格斯和他的同事在1964年首次提出希格斯機制有重要意義。


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