为什么“量子力学”最接近上帝“上帝粒子”又是什么它能做什么

为什么“量子力学”最接近上帝“上帝粒子”又是什么它能做什么,第1张

因为从物理学角度来说,量子力学(物理学理论)主要研究原子、分子、凝聚态物质,以及原子核和基本粒子的结构,能以科学的方法越来越近甚至于解答万物起源;故最接近上帝。

上帝粒子(God particle)是希格斯玻色子(Higgs boson)的另一种说法,是粒子物理学标准模型预言的一种自旋为零的玻色子。

上帝粒子可以使空间中存在一种能让物质拥有质量的东西,物质有了质量,粒子才会结合成原子,有原子才有可能结合物体。

上帝粒子是:英国物理学家彼得·希格斯提出了希格斯机制。在此机制中,希格斯场引起自发对称性破缺,并将质量予规范传播子和费米子。希格斯粒子是希格斯场的场量子化激发,它通过自相互作用而获得质量。预言的一种自旋为零的玻色子。

物理学者认为物质是由基本粒子组成,这些基本粒子彼此之间相互影响的基本力有四种。根据规范场论,为了满足定域规范对称性,必须引入传递基本力的规范玻色子。但是规范场论预测规范玻色子的质量必须为零。零质量玻色子传递的是类似电磁力的长程力,不适用于像弱核力或强核力一类的短程力。

为了要制成希子,在粒子对撞机里,两道粒子束被加速到非常高能量,然后在粒子探测器里相互碰撞,有时候,异乎寻常地,会因此生成产物希子。但是希子会在生成后会在非常短暂时间内发生衰变,无法直接被探测到,探测器只能记录其所有衰变产物(“衰变特征”),从这些实验数据,重建衰变过程,假若符合希子的某种衰变道,则归类为希子可能被生成事件。在大型强子对撞机里,由于粒子碰撞生成希子的事件概率非常稀有,大约为百亿分之一,很多其它种碰撞事件具有类似的衰变特征。

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”。

希克斯粒子又称希格斯玻色子(英语:Higgs boson),是标准模型里的一种基本粒子,是一种玻色子,自旋为零,宇称为正值,不带电荷、色荷,极不稳定,生成后会立刻衰变。希格斯玻色子是希格斯场的量子激发。希格斯粒子的衰变能动会生成耦合实粒子。

根据希格斯机制,基本粒子因与希格斯场耦合而获得质量。假若希格斯玻色子被证实存在,则希格斯场应该也存在,而希格斯机制也可被确认为基本无误。

扩展资料

在粒子物理学里,标准模型是一种被广泛接受的框架,可以描述强力、弱力及电磁力这三种基本力及组成所有物质的基本粒子。除了引力以外,标准模型可以合理解释这世界中的大多数物理现象。

早期的标准模型所倚赖的规范场论阐明,基本力是源自于规范不变性,是由规范玻色子来传递。规范场论严格规定,规范玻色子必须不带有质量,因此,传递电磁相互作用的规范玻色子(光子)不带有质量。

光子的质量的确经实验证实为零。借此类推,传递弱相互作用的规范玻色子(W玻色子、Z玻色子)应该不带有质量,可是实验证实W玻色子与Z玻色子的质量不为零,这显示出早期模型不够完善,因此须要建立特别机制来赋予W玻色子、Z玻色子它们所带有的质量。

参考资料来源:百度百科-希格斯玻色子

上帝粒子是希格斯玻色子的别称。

希格斯玻色子,是粒子物理学标准模型预言的一种自旋为零的玻色子。物理学家希格斯提出了希格斯机制。在此机制中,希格斯场引起自发对称性破缺,并将质量予规范传播子和费米子。希格斯粒子是希格斯场的场量子化激发,它通过自相互作用而获得质量。2012年7月2日,美国能源部下属的费米国家加速器实验室宣布,该实验室最新数据接近证明被称为"The God Particle "的希格斯玻色子的存在。

图中+-号代表不可分割的最小正负电磁信息单位-量子比特(qubit)

(名物理学家约翰惠勒John Wheeler曾有句名言:万物源于比特 It from bit

量子信息研究兴盛后,此概念升华为,万物源于量子比特)

注:位元即比特

我简单并且粗暴的回答你,你可以搞错了一个问题,首先,上帝粒子是希格斯玻色子,它是粒子物理标准模型预测的零自旋玻色子,物理学家希格斯他提出了希格斯机制,而且在这种机制中,希格斯场引起自发对称性破坏,并规范了传播子和费米的质量,希格斯粒子是希格斯场的场量化激发,它其实是通过自相互作用获得质量。

其次,它的功能是希格斯玻色子是基本粒子物理标准模型理论中最后一个未被发现的基本粒子,它的自旋为零,其他粒子在希格斯玻色子的作用下产生质量,为宇宙的形成奠定了基础。到目前为止,已经发现了由标准模型预测的其他粒子,但希格斯玻色子的存在尚未在实验中得到证实,因为这样它也被称为上帝粒子,一旦研究证实希格斯玻色子不存在的话,那么这个标准模型的理论他就将被推翻了。

上帝粒子其实这个名字与我们是无关的,因为这个理论他来自一个笑话而且,希格斯说,很多年前有人写了一篇关于希格斯玻色子的文章,他开玩笑地称之为上帝诅咒粒子,因为他认为想要找到这个粒子太难了,但是无意间在后来,一位认为这个名字不是很好的朋友,让他想象到了一些事情,然后他就把它改成了上帝粒子。

因此,上帝粒子是一个新的亚原子粒子希格斯粒子的有趣术语,而且希格斯说,科学家在严肃的讨论中没有使用上帝粒子这个名字,但它确实引起了公众的注意,要找到需要巨大能量的希格斯粒子并不容易,超高能量的产生需要世界上最强大的粒子加速器来加速粒子并碰撞。

关于微观世界的上帝粒子是怎样的它和上帝有什么关系的问题,今天就解释到这里。

上帝粒子

也叫希格斯玻色子

希格斯玻色子(或称希格斯粒子、希格斯子Higgs boson)是粒子物理学标准模型预言的一种自旋为零的玻色子,至今尚未在实验中观察到。它也是标准模型中最后一种未被发现的粒子。

英国物理学家希格斯(PWHiggs)提出了希格斯机制。在此机制中,希格斯场引起自发对称性破缺,并将质量赋予规范传播子和费米子。希格斯粒子是希格斯场的场量子化激发,它通过自相互作用而获得质量。

幻影粒子-希格斯(Higgs) 粒子

自1899年汤姆逊爵士发现电子开始,直至如今,在一个多世纪的时间里,人类一直孜孜不倦的探索着微观世界的奥秘。当1995年3月2日,美国费米实验室向全世界宣布他们发现了顶夸克时,一套称之为标准模型的粒子物理学模型所预言的61个基本粒子中的60个都已经得到了实验数据的支持与验证,看上去标准模型马上就要获得决定性的胜利,对物质微观结构的探索已经到达了它的尾声,似乎人类也马上就要听到这一跌宕起伏的,充满了高潮与华彩的探索乐章的终曲,但是仍然有一个粒子,游离在这座辉煌的大厦之外,仿佛一个幽灵,这就是希格斯粒子,而且就是这个粒子可能会击垮整座大厦。但是也许会为我们揭示出一条全新的探索旅途。就让我们先来回顾一下上个世纪中期以来粒子物理学的发展历史,以及现在处于主流的标准模型理论。

标准模型

粒子物理学在上个世纪50年代,经历了一个短暂的困难时期,按照诺贝尔奖得主,电弱统一理论提出者之一的斯蒂芬·温伯格的话来说那是“一个充满挫折与困惑的年代”,几乎当时已经应用的理论都遇到了很大的问题。这些困惑激励着物理学家们给出新的解答,从60年代开始,基于杨-米尔斯的非阿贝尔规范场理论,逐步构建完成了现代的标准模型理论。今天,标准模型早已成为粒子物理学的主流理论,它的很多预言不断为一个又一个激动人心的实验成果所证实。标准模型是一套描述强作用力、弱作用力及电磁力这三种基本力及组成所有物质的基本粒子的理论。它属于量子场论的范畴,但是没有描述重力。

标准模型包含费米子及玻色子两类-费米子为拥有半整数的自旋并遵守泡利不兼容原理(这原理指出没有相同的费米子能占有同样的量子态)的粒子;玻色子则拥有整数自旋而并不遵守泡利不兼容原理。简单地说,费米子组成物质的粒子,而玻色子负责传递各种作用力。电弱统一理论与量子色动力学在标准模型中合并为一。这些理论都基于规范场论,即把费米子跟玻色子配对起来,以描述费米子之间的力。由于每组中介玻色子的拉格朗日函数在规范变换中都不变,所以这些中介玻色子就被称为“规范玻色子”。

标准模型所包含的玻色子有:负责传递电磁力的光子;负责传递弱核力的W及Z玻色子;负责传递强核力的8种胶子。

我们最初提到的希格斯子,也是一种玻色子,然而它与上述这些规范玻色子不同,希格斯粒子负责引导规范变换中的对称性自发破缺,是惯性质量的来源,因此并不是规范玻色子。那么为何质量问题如此重要呢?要解答这个问题,必须回到20世纪60年代理论探索的开始阶段。在研究过程中,杨-米尔斯方法无论应用到弱还是强相互作用中所遇到的主要障碍就是质量问题,由于规范理论规范对称性禁止规范玻色子带有任何质量,然而这一禁忌却与实验中的观测不相符合,如果不能解决质量问题,将使得整个研究失去基础。一开始人们试图通过自发对称破缺机制,即打破规范理论中对拉氏量对称性的严格要求,使得物理真空中的拉氏量不再满足这种对称性,然而到了1962年,每一个自发对称性破缺都被证明必定伴随着一个无质量无自旋粒子,这无疑也是不可能的。1964年,英国物理学家希格斯(Higgs)解决了这个问题,使得自发对称性破缺发生时,那个无质量无自旋粒子仍然存在,但它将变成规范粒子的螺旋性为零的分量,从而使规范粒子获得质量。这一方法被今天的标准模型所借鉴,标准模型通过引入基本标量场——希格斯场来实现谓希格斯机制。通过希格斯场产生对称性破缺,同时在现实世界留下了一个自旋为零的希格斯粒子。

这样我们也就明白了为何希格斯粒子如此重要的原因,可以说它是整个标准模型的基石,如果希格斯粒子不存在,将使整个标准模型失去效力。

萍踪难觅

然而希格斯粒子的真面目却始终无缘识荆,有过几次,人们似乎已经发现了希格斯粒子的踪影,然后它却似乎是故意在人们面前闪现一下影子,然后就如同鬼魅般消失在幽暗之中了。

2000年,位于瑞士的欧洲核子研究中心(CERN)的工作人员通过世界上最大的正负电子对撞机LEP攫取了115GeV的希格斯粒子,但是他们当时的统计数据不足以做出任何确定的推论。

另一次在2003年,物理学家试图通过位于美国芝加哥的费米实验室的正负质子对撞机,让质子与反质子相互对撞分析出希格斯粒子的运动轨迹,试图证实或否定CERN先前的实验结果。但是由于先前计划从旧实验中回收反质子的方案并不可行,而且存在已有二十年之久的正负质子对撞机同样也到了更换的阶段,需要很长的时间来修复,因此费米实验室的研究遇到了一定的挫折。

然而人们似乎已经下定决心一定要找到这个神秘的粒子。2005年,靠近瑞士和法国边境的欧洲核子研究中心将开始运行新的大型质子对撞机(LHC)。这架大型质子对撞机安放在位于地下75米深处,周长约为27公里的隧道中,计划造价约为80亿美元。计划实施时,将有来自34个国家150个研究实验室近2000名科学家参加。乐观的估计,将在2009年前后提供一个确切的答案。

物理学家们怀着宗教般的虔诚,一直致力于理解物质的真正本质,完成对所有物理现象的统一理论,从而获得整个世界的终极知识。这个梦想就好像是圣经中所描述的建造巴别塔的过程。

巴别塔、B小调弥撒曲与大鸟

1988年诺贝尔物理学奖获得者莱德曼在其与和泰雷西合著的《上帝粒子:假如宇宙是答案,究竟什么是问题?》的结尾充分流露出了物理学家们对终极前景的渴望,他这样写道:

“天空中出现了一道炫目的光芒,一束光亮照亮了我们这位沙滩主人。在巴赫B小调弥撒曲庄严、高潮的和弦配乐下,也可能是在斯特拉温斯基的短笛独奏《春之祭》中,天空中的光慢慢地变成了上帝的脸,微笑着,但带着极度甜蜜的悲伤表情。”

标准模型是这样一个被物理学家们寄予很高期望的,通往终极的理论,然而标准模型自身有两个很重要的缺陷:模型中包含了过多的参数,并且理论未能描述重力。而且正如本文一开始指出的,标准模型所预言的希格斯粒子却始终未能在实验中发现。莱德曼对希格斯粒子忧心忡忡,认为它是一个阻止我们获得终极知识的“大坏蛋”。

我不禁想起了《一千零一夜》里的一个著名的故事,一只大鸟夺走了王子的戒指,王子去追逐这只大鸟,这只大鸟飞过一段距离后,就故意停下来等王子追近,每次王子感到马上就要赶上大鸟的时候,大鸟却一下子又振翅飞走了。好像终极知识就是可恶那只大鸟,每当我们觉得已经就要得到之时,他就一下子又走远了。一旦希格斯粒子被证实不存在,那么整个物理学就将经历一场新的困惑和震动,我们不得不再次目睹终极理想离我们远去。

米兰·昆德拉说过一句古老的犹太谚语:“人类一思考,上帝就发笑”,能否获得终极也许不是最重要的。人类是思考的动物,探索的历程以及这一历程中的新发现才是我们人类生存的意义所在。

因为希格斯波色子与空间中物体的质量形成有关。

希格斯波色子又被称之为希格斯离子,是质量这一维度的组成元素,有了质量离子才会结合为原子,原子才会结合成为分子,分子进一步组成了物体。所以说希格斯离子被认为是世界的组成元素,这也就是为什么被称为上帝离子的原因了。

在上世界六十年代,英国的物理学家希格斯开始研究物质质量的根本,质量其实就是一个物体获得加速度的难度,物质的重量越大,获得加速度的难度越大,以此来定义物质的重量。这是希格斯在以此散步中偶然突发奇想的想法,认为空间就像水,物质在水中运动会受到阻力,需要突破这种阻碍就需要有所付出,以此获得的加速度就是我们所说的质量。

后来欧洲的科研机构CERN在日内瓦建造了一座大型强子对撞机,科学家们尝试将离子加速到光速,希望通过这种方法印证希格斯波色子的存在,终于在2013年试验成功,初步确认了希格斯波色子是存在的,并且定名为希格斯玻色子 ,之后希格斯本人因此获得了当年的诺贝尔奖。

希格斯波色子的发现是人类物理学上的一个重大突破,是里程碑式的重大事件,证明了很多之前的理论,例如真空不空,和空间并不是一个虚无的东西,而是拥有自己的特性的,希格斯波色子被验证广泛的存在于空间之中,给所有的物质施加质量以保证他们的重力加速度,让人们认识到即使是在绝对的真空中也可以对物质进行实在的影响。

另外最重要的是希格斯波色子可以打破对称性,这种变相性会造成若电场破坏,这将是未来人们下一步的研究方向。

以上就是关于为什么“量子力学”最接近上帝“上帝粒子”又是什么它能做什么全部的内容,包括:为什么“量子力学”最接近上帝“上帝粒子”又是什么它能做什么、希克斯粒子是什么、上帝粒子等相关内容解答,如果想了解更多相关内容,可以关注我们,你们的支持是我们更新的动力!

欢迎分享,转载请注明来源:聚客百科

原文地址: http://juke.outofmemory.cn/life/3857978.html

()
打赏 微信扫一扫 微信扫一扫 支付宝扫一扫 支付宝扫一扫
上一篇 2023-05-09
下一篇 2023-05-09

发表评论

登录后才能评论

评论列表(0条)

保存