地球怎样存在 2021年4月,欧洲核子研究中心CERN对希格斯玻色子Higgs boson确实认,证实了半个世纪前的六位理论物理学家的预言。 假如说预计未来,理论物理学可能是最高贵冷艳、最目空一切、最居高临下的自然科学。当今人类任何的科技进步,全部远远跟不上她的天马行空。 希格斯玻色子正是王冠上的钻石之一,它是粒子物理学标准模型预言的一个自旋为零的玻色子,但一直未被试验证实,所以成为标准模型的最终一块神秘拼图。 因为它能够帮助解析为何其它粒子会有质量正如地球为何存在,我们为何存在,1993年,诺奖得主、美国物理学家莱德曼在上帝粒子:假如宇宙是答案,到底什么是问题?The God Particle: If the Universe Is the Answer, What Is the Question? 一书中最早将希格斯玻色子形容为“上帝粒子”,很快这种说法不胫而走。 此时,距离希格斯机制的发觉已经有三十年之遥。回首1964年,英国物理学家彼得·希格斯猜想,空间里存在一个场,其它粒子在希格斯玻色子组成的“海洋”希格斯场中游弋。这些基础粒子中,轻易碰撞希格斯粒子的就较难加速,反之就轻易加速。光子在运动时不和希格斯粒子发生碰撞,因此能以光速行进,质量为零。所以希格斯粒子的根本作用就是给予物质质量。 对此,英国伦敦大学物理学家大卫·米勒曾有过经典比方,被中科院理论物理研究所研究员李淼更通俗地改写为:“假设将充满真空的希格斯场变成偶像的脑残粉,这些脑残粉充满了一个大厅。现在,物质粒子进场,这些粒子有些是贵族,有些是名人,最终,还有一位是英国女王。 我们想,可能英国女王最有名,最值得脑残粉求合影求署名,她在这个大厅的行进速度最慢,从而质量最大。其次可能是一些足球明星,比喻说贝克汉姆,她行进的速度比女王稍快些,再其次是其它名人……” 所以,被希格斯场缠上了粒子才有了质量,比如电子。根据这个理论,假如你我的组成部分里没有希格斯玻色子,那我们每个人身上的电子就会像光一样跑得快,就无法和原子核组成原子,那我们也就不复存在了。 于是,1964年,希格斯写了两篇论文来论述希格斯场,每篇全部只有两页纸。不过,物理快报Physics Letters只接收了第一篇论文。审读第二篇论文的是芝加哥大学的日本著名物理学家南部阳一郎,后者是当初亚原子物理学的权威,曾提出零质量的戈德斯通玻色子,也被认为是希格斯机制的奠基人。南部阳一郎提议希格斯增加一小节来解释其理论的物理意义。希格斯加了一段话,预言这个激励场就像海洋中的波浪一样,会产生一个新粒子。然后,她把改过的论文投给了物理快报的竞争对手—物理评论快报Physical Review Letters,结果发表了。 理论物理学家的世界只有理论物理学家才懂。就在希格斯的论文登上物理评论快报时,同年另外五位理论物理学家也各自提出了高度相同的机制,包含32岁的比利时物理学家弗朗索瓦·恩格勒和36岁的罗伯特·布绕特已故,还有杰拉德·古拉尼、卡尔·哈庚和汤姆·基博尔三位美国物理学家。 不过,在接下来的几十年里,从事试验的科学家们一直无法找到希格斯粒子衰变的产物。后者也被认为是发觉希子的关键。正如W玻色子和Z玻色子确实认