天码欧美日本一道免费 偷自拍亚洲综合在线 特级毛片a级毛片免费观看

<ins id="kdes6"></ins>
<th id="kdes6"></th>
  • <progress id="kdes6"><dd id="kdes6"><big id="kdes6"></big></dd></progress>
  • <li id="kdes6"></li>
      1. <li id="kdes6"><em id="kdes6"></em></li>

          首 頁機構概況機構設置科研人才隊伍合作交流研究生教育博士后圖書館創新文化黨群園地院重點實驗室彭桓武中心信息公開
            科學傳播
            您現在的位置:首頁 > 科學傳播 > 科普文章
          楊金民:上帝粒子的發現
          2012-07-20  【 】【打印】【關閉

          摘要: 本文簡述被譽為上帝粒子的黑格斯的發現,從物質世界的基本組成去討論這一發現的科學意義,并進而引申關聯到超對稱理論和暗物質問題。

          關鍵詞:黑格斯;LHC對撞機;超對稱

          2012年7月4日新聞記者和科學工作者百鳥朝鳳般云集于日內瓦的歐洲核子研究中心,該中心的大型質子對撞機LHC的兩個實驗組ATLAS和CMS分別宣稱發現了一個質量大約為125 GeV的新粒子(置信度是99.9999%),這個粒子的行為與被譽為上帝粒子的黑格斯(Higgs)相符合。至此,人們苦苦尋找幾十年的神秘的黑格斯粒子終于被發現了。

          黑格斯的發現震驚了世界,再次顯示了人類高超的智慧。黑格斯粒子是英國科學家皮特.黑格斯(Peter Higgs)等人于1964年提出的,其主要功能是提供質量,即所有粒子的質量都是由黑格斯賞賜的,這一質量產生機制簡單而優美,這近似神話般的胡謅最終被證明是正確的,人類憑自己的血肉大腦竟然摸透了上帝創造世界的玄機!

          黑格斯的尋找是一項耗費驚人的巨大工程,上一世紀九十年代歐洲的LEP對撞機和去年剛剛關閉的美國的Tevatron對撞機都針對黑格斯進行了全力尋找,也朦朦朧朧看到了一點黑格斯的跡象,但終因能量和亮度達不到而與黑格斯失之交臂。曾經因花費太大而被美國國會終止的超級超導對撞機SSC也劍指黑格斯,SSC的夭折把發現黑格斯的榮耀讓給了歐洲人,歐洲花費上百億美元建造的LHC對撞機終于找到了神秘的黑格斯粒子,使得歐洲超越美國再次登上了科學的寶鼎。

          為了尋找黑格斯粒子所花費的金錢、時間和精力在科學史上是沒有前例的。這個粒子究竟是什么?它有那么重要嗎?為什么非要找到它呢?

          黑格斯對理解我們這個世界的基本組成確實很重要,它負責物質世界的質量起源。首先我們看看物質世界的基本組成。組成物質世界的基本磚塊是兩種夸克(u夸克和d夸克)和電子,它們聯手組成了原子,原子組成了宇宙塵土,某些不甘寂寞的宇宙塵土巧妙聯合混成了生命和人類。所以,我們人類的老祖宗是三劍客:u夸克、d夸克和電子。雖然組成我們物質世界只需要這兩種夸克和電子,但是后來發現這兩種夸克還有堂兄弟(‘二門’堂兄弟是c夸克和s夸克; ‘三門’堂兄弟是t夸克和b夸克),電子也有堂兄弟(分別為m輕子和t輕子)。人們不理解上帝為何創造這些多余的堂兄弟們。其實,這些多余的成員都極不穩定,壽命極短,產生出來后立馬就衰變掉了。也就是說上帝產生了它們,給了它們肉身,但是它們出生后馬上就夭折了,而只有‘一門’的兄弟們(u夸克、d夸克和電子)幸存下來并與上帝同在。

          在基本粒子大家庭中,夸克帶色又帶電,屬于強權階層,它們之間的色作用是通過膠子(gluon)拉的皮條,這種作用很激烈(物理上叫強作用)以至于把這些好色的夸克都永遠地囚禁在色窟之中(物理上叫夸克禁閉),它們終身不得自由,一旦自由就會引起天下大亂而導致世界回到一片混沌;輕子帶電不帶色,屬于較弱的一個階級,它們遠離色的引誘而只參與由W-玻色子、Z-玻色子和光子傳導的電弱作用,因此它們是自由的干凈的;真正的無產者自由派是我們不熟悉的中微子(英文名字分別叫ne , nm, nt), 這些中微子太輕微太渺小了,其體重還不到電子質量的百萬分之一,它們既不帶電也不帶色,一無所有的它們優哉游哉、逍遙灑脫、與世無爭(與別的粒子作用極弱),具有極強的穿透力和接近光速的飛行速度(前一陣意大利的Opera實驗曾宣稱發現中微子的速度超過光速,后來他們自己發現松懈的電纜導致了錯誤的結論,光速仍是不可超越的極限速度),這樣,遙遠的天體里所產生的中微子可以直達我們的地球,向我們訴說那銀河里所發生的故事,比如,太陽發來的中微子告訴我們太陽的發光機理,超新星發來的中微子告知我們超新星的爆發機制,還有宇宙嬰兒時期所留下的背景中微子可以告訴我們早期宇宙所發生的故事。

          上帝創造這些中微子是有理由的, 作為物質世界基本磚塊的夸克和輕子,它們不善獨舞,必須得有舞伴,它們表演出來的二重奏(物理上叫作二重態)是這樣組合的:(u,d);(c,s);(t,b); (ne , e) ;  (nm, m) ; (nt,t) ,這種看起來一陽一陰梁祝似的組合恰恰符合我們中國人的審美觀,陰陽交合一起翩翩飛舞,舞出了一個美妙的大千世界。但是,基本粒子世界也不是一個民主國度,統治這個國家的法理看起來也不合理,比如,只有左手夸克和輕子才允許配對進行二重奏,右手夸克和輕子只能孤單地旁觀,上帝為何偏愛左而冷落右?這沒理可講,因為上帝本身可能就是一個獨裁者,從西游記小說我們早就知道玉皇大帝(等同于西方的上帝吧)其實是個愚蠢的獨裁者,要不是借助如來佛祖的力量,它的天堂王國早就被民主人士(孫悟空同志)給搗爛了。

          基本粒子大家庭中的黑格斯最為高貴,它與眾不同、完全可以稱孤道寡(它的自旋是0,跟別的粒子都不一樣),它扮演天子(上帝粒子)的角色,想要質量的粒子必須到它這兒來乞討,它愿意給誰質量就給誰,愿意給多少就給多少,不服也沒地方去講理,傳遞最臟的色作用的膠子因不受天子的喜歡而沒有得到質量,傳遞電磁作用的光子因過分顯耀自己也沒有討得質量,膠子和光子想要傳遞信息給黑格斯(專業術語是發生作用或耦合)就必須得通過別的成員進行傳遞(專業術語叫通過圈圖)。另外,得到質量的粒子也是嚴重的分配不均,比如,t-夸克的質量是其舞伴b-夸克質量的幾十倍,這種嚴重的不公平肯定會激起愛好民主人士的憤怒。

          隨著黑格斯的發現,基本粒子家族就全部展現在我們面前了,這個家族內部雖然也有不公平因而不能說和諧,但每個成員各司其職、共同主導著豐富多彩的物質世界。注意:我們這兒所說的世界是指看得見的光明世界。至于宇宙中的黑暗部分,那是目前我們還不了解的一個聊齋世界,那個世界由另一種基本粒子(叫暗物質粒子)所主宰的,這種暗物質粒子除了像中微子那樣不帶色不帶電之外,它還是宇宙中真正的多數派,比我們看得見的物質要多得多,它們如夢如幻時刻云游于我們周圍,但我們卻看不見摸不著它們,它們的質量可能跟黑格斯無關,可能來自另外的宇宙(物理上叫hidden sector)。

          黑格斯長得什么樣?誰見過它?其實我們身邊早就沒了黑格斯的蹤影。黑格斯粒子只是在宇宙創生之初曇花一現,它在完成使命(給其它粒子賦予質量)之后馬上就涅槃了。我們的宇宙起源于137億年前的一次大爆炸,當初的情境就像圣經描述的那樣一片混沌,那個爆炸的火球內充斥著大量的黑格斯粒子,后來當太陽和地球形成的時候黑格斯早就衰變掉了,太陽和地球沒有看到過黑格斯,只有宇宙老人在他還是嬰兒的時候見到過黑格斯。

          既然我們的現實世界中已經沒有了黑格斯,要想看到它,就必須使它重生,重新產生出黑格斯的工廠就是高能對撞機。LHC重生了黑格斯并看到了它的面目,這將載入世界科學史冊和人類文明史冊。黑格斯的發現有什么科學意義?伴隨黑格斯而來的還有其它新粒子嗎? 137億年之前與黑格斯同宮共舞的應該還有很多伙伴,其中有個大家族就是超對稱粒子(它們也早已衰變掉了,也只有在對撞機上才能再現身)。從理論上講,如果存在基本的黑格斯粒子,那么只有超對稱理論才是它存在的天堂,在那里它如魚得水、存在得自然、生活得安逸和諧,離開超對稱,黑格斯就會象瘋狂脫韁的野馬(專業術語是量子效應讓黑格斯不穩定)。另外,超對稱除了預言大量的超粒子之外,還預言黑格斯粒子有好幾個兄弟姐妹(共兄妹5個),它們一起組成一個快樂和諧的小家庭(剛剛發現的這個黑格斯是其中的幺妹),尋找這些新粒子是LHC義不容辭的任務。

          黑格斯的發現說明我們人類摸到了上帝的脈搏,初步理清了上帝創造世界的混賬思路(最讓人不滿的是其中的不民主,最明顯的例子是左手粒子和右手粒子之間的不公平待遇)。黑格斯的發現確實是個里程碑,但僅僅是個開始。正像考古學家揭開一個漢墓時遇到的情形,黑格斯就像一個棺材板,發現黑格斯就象剛剛揭開棺材板,接下來的工作是清理發現并識別棺槨中的寶藏,說清其中的秘密。有一點不同的是,黑格斯粒子家族和超對稱粒子家族早就死了(已經死去100多億年了),我們可以借助LHC對撞機讓它們重生并看到它們鮮活的面孔,但是漢墓中的尸體不能在對撞機上重新復活了。

          ——物理學會特邀科普(物理教學雜志)

          IE6.0瀏覽器,1024X768分辨率 版權所有 ? 中國科學院理論物理研究所
          地址:北京市海淀區中關村東路55號 郵政編碼:100190
          京ICP備05002865號】 京公網安備1101080094號
          <ins id="kdes6"></ins>
          <th id="kdes6"></th>
        1. <progress id="kdes6"><dd id="kdes6"><big id="kdes6"></big></dd></progress>
        2. <li id="kdes6"></li>
            1. <li id="kdes6"><em id="kdes6"></em></li>

                天码欧美日本一道免费 偷自拍亚洲综合在线 特级毛片a级毛片免费观看

                品牌简介

                天码欧美日本一道免费 偷自拍亚洲综合在线 特级毛片a级毛片免费观看