首页 > 探索 > 宇宙探索

上帝粒子的发现,会颠覆粒子物理学,让粒子物理学家失业是真的吗?

时间:2023-08-07来源:网络作者:小白

当史蒂夫霍金说希格斯玻色子的发现会让物理变得无趣,是什么意思呢?

  让我总结一下史蒂夫霍金说的关于希格斯玻色子让物理变得无趣的言论,这也提醒了我们一些霍金很久以前写过的一些内容(来自时间简史(1988),着重强调)
  我在黑洞方面有不少研工作,如果黑洞并不存在,这会变成一切都会是浪费时间。但是如果真的是那样,我会赢得一个4年的《私家之眼》的杂志订阅。如果黑洞存在,基普将得到一年的顶级公寓居住权。当我们在1975年打这个赌的时候,我们有80%的肯定Cygnus X-1是一个黑洞。现在,我有95%的肯定,但是还没能确定下来。

上帝粒子的发现,会颠覆粒子物理学,让粒子物理学家失业吗?

  黑洞还没被定义为“已经发现”, 我们希望能够在2016或者2017年从视界望远镜中得到第一张照片,目标是我们银河系的黑洞,射手座A*。如果视界望远镜可以给我们第一张黑洞的照片,我们肯定不会因此而觉得无趣—那该是多么棒的一件事。如果视界望远展现给我们的是我们银河系并没有黑洞—然而现今所有证据都在证明那里有—我们大概并不会因此而高兴,我们会很失落。我们将会非常失落,而且视界望远镜团队的人最好给每个现在还活着的物理学家都寄4年的《私家之眼》。

上帝粒子的发现,会颠覆粒子物理学,让粒子物理学家失业吗?

  斯蒂芬霍金可以轻易的说希格斯玻色子的发现会让物理变得无趣。那么先让他说一下黑洞-他在研究的东西-然后我们再回来讨论。
  希格斯玻色子是粒子物理学(在一些方面来说),黑洞是天体物理学。当然,天体物理学并不相信所有东西来源于黑洞——只是爱因斯坦和他的黑洞电子。但是预测黑洞的这些理论对于天体物理学又是非常关键的,即使没有黑洞存在,你不会有新的天体物理学发现,甚至不会有天体物理学,至少一百年没有新的发现,因为这个领域会分裂成几十个不同的模型,每个模型都能很好地解释了这类数据的其中一部分,而其余剩下的数据都很糟糕。与此同时,希格斯玻色子与标准模型的其他部分配合得非常好,如果没有希格斯玻色子的话,研究场地可能会发生严重的爆炸。

上帝粒子的发现,会颠覆粒子物理学,让粒子物理学家失业吗?

  你可能会问,希格斯玻色子不就意味着我们已经解决了粒子物理理论了吗?
  看来你已经被科学还原论误导了,你通过将东西分解成小部分来解释它如何工作的,而这些小部分又是由更小的部分组成,以此类推 - 一旦你找到了最底部,你就可以准确的解释这一切。我们发现了希格斯!我们看到希格斯粒子与其他基本粒子相互作用时,我们得到了质子、中子和电子,我们可以理解化学,当我们理解了化学之后,我们可以解释生物,以此类推。现在先不谈这个理论是不是真的(这是个哲学与冲突的复杂问题,我不想展开来讨论)这并不准确的是真的。而唯一研究希格斯玻色子的物理学家,就是粒子物理学家。

上帝粒子的发现,会颠覆粒子物理学,让粒子物理学家失业吗?

  每个人都有他们的物理研究方式,甚至他们研究的物理物质,也都理论上是希格斯玻色子构成的——宏观现象是如此的没有变化性,以至于希格斯玻色子的存在(或不存在)对宏观现象没有影响。我可以用一个假设聚合物分子不存在的弹性理论来分析一个大红弹球,或是一个弹性理论和聚合都不存在的理论来分析,以此类推,这些都会有个相同的结论,就是顶端的弹性现象本身就是来自无论是希格斯玻色子或者是什么比格斯玻色子之类的。
  我会在文章后面部分给出这些例子,依据一些具体和很有趣的问题,来证明粒子物理学是否因此而终结。不管希格斯玻色子有没有被发现,科学家们仍有需要大量的去研究。

上帝粒子的发现,会颠覆粒子物理学,让粒子物理学家失业吗?

  你可能最终会问,是不是一定非要实验错误才能学会新的东西?这是个陈述问题的好方法。
  关键的是,作为一个科学家,你总是希望相对的错误。就像艾萨克·阿西莫夫说的:
  当人们认为的确是平的,他们是错的。当人们认为地球是球状的,他们也是错的。但是当你在想,认为地球是球状的与认为认为地球是平的都是错误的,你的观点是比两者加起来都错。
  对于希格斯玻色子如果不存在,那并不会是一种好的错误——错在球状地球理论发现地球其实是有点扁的,这就是为什么和如何当时人们觉得惊奇,地球实际是蛋状的。对于粒子物理学的实验,那种错误就是寻找希格斯玻色子;你该如何学习一种后来会被认为不存在的东西呢?

上帝粒子的发现,会颠覆粒子物理学,让粒子物理学家失业吗?

  因为粒子物理学如果不发现希格斯玻色子那就是错中之错。这就像在千禧年之际,一醒来发现地球是圆球状的这个理论,然后在一些反常的超自然现象之后,实际地球成了煎饼一样的形状。这让我们如何继续研究下去呢?当一切都会变成错误的时候,那会让我们只想放弃,然后等宇宙给我们抛来下一个星球状星系来给我们研究。
  所以,希格斯玻色子并没有让物理变得无趣。反而,它让粒子物理变得可行。

奇异上帝粒子的速度超越了光速,成为物理界的没有解决的谜团

  1991年10月15日,天文学家发现了一种粒子,其速度之快超出了任何人的想象q.i.-.w.e.n.c.o.m。犹他大学的天体物理学家戴维木枝说:“之前没有人认为我们可以把这么多的能量集中到一个粒子上。奇异上帝粒子,不要与上帝粒子混淆,它是一种神秘的小宇宙射线。  1991年,当这个小粒子以接近光速发射时,科学家们感到震惊奇闻网。因为似乎打破了宇宙速度的限制。奇异上帝粒子拥有320个电子伏,是人类制造的大型强子对撞机能量的几百万倍。奇异上帝粒子的速度是如此之快,以至于运行一年后,它只损失千分之一的能量,而光子要损失大约百分之九的能量欢迎。但是有些科学家认为奇异上帝粒子不可能有如此快的速度,它仍然在GZK极限内。这个“限速”指的是宇宙射线比60电子伏特更容易被宇宙背景辐射减缓。  因为宇宙背景辐射并没有将奇异上帝粒子的速度拖慢,所以奇异上帝粒子一定来自宇宙微波辐射内的带点粒子。而这个奇妙的粒子激发了科学家们解开超高能宇宙射线之谜的欲望,沃尔乔夫解释道:“奇异上帝粒子被来自宇宙中最强大的力量加速了。”自从1991年那个灾难性的日子以来,科学家们已经制造了越来越强大的仪器,希望能解开超高能宇宙射线的奥秘。推荐阅读:关于孩子的三个未解之谜,其实孩子这么做才是真聪明  宾夕法尼亚州立大学的一位半空间天体物理学家保罗,他专门研究超高能宇宙射线,他告诉其他物理学家:奇异上帝粒子的起源,究竟存不存在目前尚没有一个完全合理的解释,它仍然是一个谜奇闻网。而这些未解之谜在20年后仍在推动着物理学的发展。

上帝粒子是什么,为什么叫上帝粒子

上帝粒子又叫做希格斯玻色子,是一种没有质量的粒子,是所有的粒子中最为著名的一个,也是最为重要的一个,并且这个粒子是所有的62个粒子中唯一一个没有质量的粒子,是粒子物理学标准模型中自旋为零的玻色子,上帝粒子在很早之前就已经被提出来了,但是直到2013年的时候才被科学家们发现,并且上帝粒子的发现也给科学界带来了极大的震撼,许多事情也因为上帝粒子的发现而被证明了,对于科学家进一步研究宇宙提供了新的手段,那么什么是上帝粒子呢,为什么会被称为上帝粒子呢,上帝粒子到底有什么作用呢,本文就详细的为大家介绍一下关于上帝粒子的事情。上帝粒子是什么为什么有些基本粒子具有质量,而有些基本粒子的质量却为零?标准模型的希格斯机制可以解释这问题。根据希格斯机制,有些基本粒子因为与遍布于宇宙的希格斯场彼此相互作用而获得质量,同时也会出现副产品希格斯玻色子。这玻色子是希格斯机制的必然后果,是物理学者长久以来寻觅的对象,假若实验证实希格斯玻色子存在,则可给予希格斯机制极大的肯定,特别是对于为什么有些基本粒子具有质量这问题的解释,也可以确定标准模型基本无误。1988年,诺贝尔物理学奖获得者利昂·莱德曼无意中为希格斯玻色子起了“上帝粒子”这么一个名字。莱德曼写了本科普书,原书名叫“该死的粒子,因为希格斯玻色子难以找到,但出版商认为不妥,遂改成了“上帝粒子”。然而,许多科学家却不喜欢这一称呼,因为它过分强调了这粒子的重要性和太宗教化。希格斯本人也不喜欢这种称呼,他说:“虽然我本人不信教,但是我觉得不应该用‘上帝’这样的字眼,因为这有可能会让一部分人觉得受了冒犯。”有意思的是,当别人提到“希格斯玻色子”时,希格斯总是诚惶诚恐,因为他觉得“不配用自己的名字”命名这种粒子。上帝粒子名称的由来2012年7月4日,欧洲核子中心宣布大型对撞机上的CMS和ATLAS两个实验组分别探测到疑似希格斯子的新玻色子,2013年3月14日再次发布新闻稿,正式确认了先前探测到的是希格斯子。标准模型共预言了 61 种基本粒子,希格斯子是最后一个被实验证实的。希格斯玻色子是因物理学者彼得•希格斯命名,物理学家利昂•莱德曼无意中为希格斯玻色子起了“上帝粒子”这么一个名字。莱德曼不喜欢“上帝粒子”这个名字,他喜欢开玩笑说,他其实想叫它“该死的粒子”,因为希格斯玻色子是如此难以找到。“上帝粒子”源于莱德曼的《上帝粒子》这本书,这个绰号也让许多物理学家对它心生畏惧。上帝粒子的几大问题1、上帝粒子名字里为何有“上帝”两字?最初上帝粒子一说出自一本科普读物,事实上,很多科学家认为认为“上帝粒子”这个称呼过分抬高了这种粒子的重要性。利用类似的神学词汇来标注一个令人费解的亚原子粒子,似乎是为了触怒那些反科学的宗教人士,或至少使他们游离于科学之外。“上帝粒子”已经成为希格斯粒子的一种别称,然而它却既非物理也非神的意志,却对两方面产生了影响。“上帝粒子”是一种廉价的称呼,它在称呼上无疑抓住了人们的关注点,然而它的意思却是那样含糊,真正内容很难被人们洞悉。2、寻找上帝粒子过程中科学家有没有动摇过?2008年8月,欧洲核子研究中心开始运行新的大型质子对撞机。这架大型质子对撞机造价约为80亿美元。计划实施时,将有来自34个国家近2000名科学家参加。乐观估计,将在2010年前后提供一个确切的答案。然而2011年8月,欧洲核子研究中心表示:一些迹象表明,上帝粒子也许真不存在,只是人们的“幻想”。与此同时,该中心许多科学家也认为“上帝粒子不存在”的可能性越来越大。3、为什么说没有上帝粒子,就没有生命,没有人类?如果没有上帝粒子,宇宙中的所有粒子都将以光速运动。这么快的速度运行,粒子将无法结合到一起,就不会产生原子、分子、DNA、蛋白质,也就不会有生命,不会有人类,不会有其他任何物质,宇宙将会是一片虚无。4、上帝粒子从哪里来?物理学家普遍认为,上帝粒子来源于宇宙大爆炸。事实上,宇宙大爆炸被认为是包括上帝粒子在内的一系列基本粒子的最初起源。5、上帝粒子如何使其他粒子产生质量?上帝粒子会形成遍布宇宙空间的希格斯场,一些粒子在希格斯场中运动,就像在糖浆中穿行,因受到阻力而变得凝滞,粒子由此获得质量。不同粒子受到的“阻力”不同,其所获得的质量也有差异。6、霍金是不是用100美元打赌不存在上帝粒子?著名物理学家霍金曾和密歇根大学的教授凯恩用100美元打赌,自信地认为被称为“上帝粒子”的希格斯玻色子不可能被找到。不过,当欧洲核研究组织宣布找到上帝粒子时,霍金称赞了该发现的重要意义,并打趣地说:“这个发现应该能为希格斯赢得诺贝尔奖,不过害我输了100美元”。7、希格斯关于上帝粒子的论文曾经被拒?1964年,希格斯写了两篇论文,每篇都只有两页长,内容就是现在被称为希格斯场的东西。《物理快报》接收了第一篇论文,但拒掉了第二篇论文。著名物理学家南部阳一郎在评审第二篇论文的时候,建议希格斯加上一部分内容来解释这一理论的物理学意义。希格斯加了一段话,预言这个场中会产生一种新的粒子,即上帝粒子。然后,他把改过的论文投给了那家杂志的对手——《物理评论快报》,结果发表了。8、英国是不是举办过一场比赛,来寻找解释希格斯场的最佳方法?科学家很难向英国政府解释清楚希格斯场。1993年,英国科学部长威廉?瓦多格列佛发起一场比赛,让科学家用一页纸的篇幅向他解释希格斯场,获胜者是英国伦敦大学学院的物理学家戴维?米勒。米勒把希格斯场比作一个房间,房间里均匀分散着一大群为政客聚会服务的工作人员。一个无关紧要的人可以不受阻碍地在人群中穿来穿去,然而,如果是时任英国首相撒切尔夫人到场,一定会吸引大量的关注:聚会工作人员会围拢在她周围,减慢她穿行的速度,使她带上某种“质量”。9、希格斯不喜欢“上帝粒子”这个名字?美国物理学家、1988年诺贝尔物理学奖获得者利昂·莱德曼曾著有科普书籍《上帝粒子:如果宇宙是答案,那么问题是什么?》。后来媒体也沿用了这一称呼,常常将希格斯粒子称作是“上帝粒子”。上帝粒子这个名字广泛传播,然而,作为一个无神论者,希格斯非常不喜欢这个名字。在此之前,谦虚的希格斯并不希望自己的名字冠在粒子前,但权衡之下,他终于接受了希格斯粒子这个名称。10、科学家可能在十几年前就捕捉到上帝粒子了?2000年,欧洲核子研究组织当时的旗舰加速器——大型正负电子对撞机打算结束运行,结果发现了一个迹象,看起来就像上帝粒子,拥有大约115 GeV的质量。科学家说服管理层,让大型正负电子对撞机超期运行了6个星期,在超期服役期间,更多看起来像是上帝粒子的事件出现了。科学家又要求再次延长运行时间,但是大型正负电子对撞机必须拆除,给更强大的对撞机(LHC)腾位置。2011年,LHC宣布了最新的结果,暗示上帝粒子如果存在的话,它的质量介于115-130 GeV之间,这说明科学家可能在十几年前就捕捉到上帝粒子了。原文地址:上帝粒子的研究意义GeV/c^2是基本粒子质量的一个单位,其中GeV是10亿电子伏特,c^2是光速的平方。根据爱因斯坦的质能公式,物质的能量等于质量乘以光速的平方,因此,以电子伏特为单位的能量除以光速的平方,就用来衡量粒子的质量。希格斯玻色子是物理学基本粒子“标准模型”理论中最后一种未被发现的基本粒子,其自旋为零,其他粒子在希格斯玻色子作用下产生质量,为宇宙形成奠定基础。迄今为止,“标准模型”预言的其他粒子都已发现,但希格斯玻色子的存在尚未在实验中证实,它又被称为“上帝粒子”。一旦研究证实希格斯玻色子不存在,“标准模型”理论将被推翻。霍金预言上帝粒子可以毁灭宇宙当物理学家在2012年发现该粒子时,霍金为这项发现表达惋惜,声称这个发现让物理更加无趣。现在,在霍金汇集许多文章和讲课的新书"Starmus"的前言中,这个著名的理论物理学家警告我们这个粒子有一天可能会摧毁我们已知的宇宙。霍金并不是唯一这么想的科学家。一个名为"希格斯波塞子的末日"(Higgs boson doomsday)的理论表示当一个量子波动在空间中形成一个真空的"泡泡",它会在空间中扩散,进而摧毁整个宇宙。尽管如此,科学家并不认为这件事会在短期内发生。霍金在它的新书里是这样描述希格斯末日的"希格斯的位能有个令人担忧的地方便是当它的能量超越一千亿个十亿伏特时,它有可能会成为一个亚稳的状态。这代表宇宙有可能会遭遇一个灾难性的真空衰退。处于真空状态中的泡泡会以光速四散。这可能发生在任何时间,而我们无法预知。"上帝粒子视频:小编结语:在人们发现分子、原子、电子、质子等离子之后,新的问题就会出现,这也是人类探索新事物必须付出的,而上帝粒子是人们探究宇宙所需要的,上帝粒子的证明说明了宇宙的形成,对于核武器来说,是通过消耗质量释放能量来实现的,而上帝粒子能够将物质变成能量,虽然只是理论上的说法,但是却依然给人类探究新的能源提供了一个非常好的方向。
标签:
>推荐阅读
>特别推荐 >火热推荐