什么是上帝粒子?
親,別著急,聽小編慢慢講解。
跟我學物理網站的賈蘭華老師說:物理學是一門古老的科學,試圖從最基本的層面上理解自然。它是早期哲學的一部分。當時物理學關心的是世界起源的問題,比如什么是時間和空間?這些問題看似簡單,卻極難回答。人們對這些概念的理解是極其曲折的。在漫長的歷史中,物理學就像長途旅行的水手一樣,一次又一次地回到這些問題。回頭看燈塔。
對于幾乎所有受過現代教育的人來說,最早接觸質量的物理概念是在牛頓力學中。質量是決定物體慣性和重力的基本物理量。在牛頓力學中,沒有質量的經典力學是不可想象的。牛頓第二運動定律指出,物體的加速度等于作用在其上的力除以其質量。因此,沒有質量的物體不知道如何運動,因為你要除以零。此外,在牛頓萬有引力定律中,物體的質量決定了它所施加的力的強度。沒有引力的材料不可能構造出具有引力的物體,所以你不能在不同時取消重力的情況下取消質量。在機械概念占主導地位的時代,質量與空間和時間無關。這是力學中不可簡化的概念。不可簡化意味著它不需要也不可能被簡化為更基本的概念。因此,大眾研究的起源在當時基本上是不存在的。
隨后物理學的發展使得質量的概念不再那么原始。愛因斯坦的狹義相對論認為,質量與物體的運動速度有關。隨著速度的增加,物體的質量逐漸增加。這個結論是后來得出的。證明。愛因斯坦 1905 年的論文“物體的慣性與其所含的能量有關嗎?” ”,推導出m=E/c2,說明質量與能量有關,質量可以轉化為能量。人們就是根據這個原理制造了原子彈。后來,在大型正負電子對撞機LEP中,人們發現,當高能電子與高能正電子碰撞,我們經常觀察到之后會產生大量的粒子,這些粒子的總質量可能是原來電子和正電子質量的數千倍。這樣,我們實際上在現實世界中利用能量創造了質量。
到底什么是質量?科學家們也逐漸研究了物體的微觀組成。自1897年英國物理學家湯姆遜發現電子以來,近代對物質起源的探索就開始了。此后留學之路,質子、中子等亞原子粒子相繼被發現,被稱為基本粒子,這意味著它們是構成物質世界的最基本單位,不可分割。然而,通過高能物理實驗,物理學家發現了越來越多的微觀粒子。這時,物理學家不禁要問:基本粒子有這么多嗎?為什么這些粒子的質量如此不同?
1964年,英國物理學家彼得·希格斯()發表學術理論文章,提出粒子場的存在,并預測存在能夠吸引其他粒子從而產生質量的玻色子。他認為這種玻色子是物質質量的來源,也是電子和夸克形成質量的基礎。其他粒子在這個粒子形成的場中游動并產生慣性初中物理研究性論文,從而形成質量并構造世界。希格斯認為,137億年前的大爆炸期間,形成了一個看不見但無處不在的場,而希格斯玻色子就存在于這個場中。當一些粒子遇到希格斯玻色子時,它們會減速并獲得質量,而另一些粒子則不受阻礙地繼續前進。
根據希格斯模型,基本粒子通過與看不見的、無處不在的場相互作用來獲得質量。粒子與希格斯場的相互作用越強,其質量就越大。這里還有一個有趣的故事。科學家很難向英國政府解釋希格斯場,因此1993年,英國科學大臣威廉·沃爾多·格列佛向科學家發起挑戰,要求他們使用一頁紙。向他解釋希格斯場。沃多·格列佛拿出一瓶香檳,頒發給獲獎者,其中包括倫敦大學學院的物理學家大衛·米勒。米勒將希格斯場比作一個房間,里面有一大群均勻分布的工作人員,為政客的政黨服務。一個微不足道的人,可以在人群中暢行無阻。然而,如果當時的英國首相撒切爾夫人在場,她一定會引起很多關注:黨內工作人員會聚集在她周圍初中物理研究性論文,放慢她的腳步,給她帶來一定的“群眾”。
如果沒有希格斯玻色子,宇宙將是一個寒冷、黑暗、死寂的地方,沒有任何生命。由于其基本重要性,物理學家將希格斯粒子稱為“上帝粒子”。英國愛丁堡大學教授彼得·希格斯(Peter Higgs)因其在物理學方面的工作而獲得諾貝爾物理學獎。這種粒子的存在最早是在 20 世紀 60 年代被預測的。
希格斯玻色子被認為是人類理解宇宙的關鍵,物理學家相信希格斯玻色子賦予了構成原子的粒子質量。如果沒有質量,這些粒子將以光速穿越宇宙,并且無法連接在一起形成原子,而原子是構成宇宙中從行星到人類的一切事物的基本單位。
希格斯粒子使我們離上帝僅一步之遙。
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