我們今天看到的宇宙的物質(zhì)都有質(zhì)量。在太空中,物體沒(méi)有重量,但有質(zhì)量。如果太空人沒(méi)有質(zhì)量,他的麻煩就大了。沒(méi)有質(zhì)量的東西不能慢速,它會(huì)以光速移動(dòng),你無(wú)法讓這樣的東西停止。所以如果宇宙充滿了物質(zhì),但是這些物質(zhì)沒(méi)有質(zhì)量,這個(gè)宇宙看起來(lái)就像個(gè)大光球。
最早期的宇宙沒(méi)有質(zhì)量,只有基本粒子以光速四處亂竄,但是如今我們的宇宙充滿行星和恒星,這些星體顯然都有質(zhì)量,那么質(zhì)量是從哪里來(lái)的?
科學(xué)家分析,有一種場(chǎng)彌漫在整個(gè)宇宙里,不同的基本粒子會(huì)以不同方式跟它產(chǎn)生交互作用,粒子跟這種場(chǎng)的交互作用,讓粒子產(chǎn)生了質(zhì)量這項(xiàng)特性??茖W(xué)家把這種場(chǎng)稱之為希格斯場(chǎng),這個(gè)名字源自彼得希格斯,他在上世紀(jì)60年代首度跟其他學(xué)著提出這個(gè)概念。無(wú)形的希格斯場(chǎng)延伸到整個(gè)宇宙,它還伴隨著一種基本粒子,叫做希格斯玻色子,正常物質(zhì)的粒子通過(guò)希格斯場(chǎng)時(shí)會(huì)跟希格斯玻色子產(chǎn)生交互作用,這股交互作用越強(qiáng),物體的質(zhì)量就越大。如果沒(méi)有希格斯場(chǎng)跟希格斯玻色子,就不會(huì)有質(zhì)量。
希格斯場(chǎng)是很迷人的概念,但是它真的存在嗎?只有史上最大,最先進(jìn)的機(jī)器能夠提供答案,這就是歐文核物理研究中心的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)。喬和他的科研團(tuán)隊(duì)曾經(jīng)做過(guò)實(shí)驗(yàn),目的是把希格斯粒子裝出來(lái)以證明希格斯場(chǎng)的存在。
實(shí)驗(yàn)室的地點(diǎn)是在地下25樓層深的地方,光是設(shè)置線纜就花了兩年多的時(shí)間,線纜的長(zhǎng)度可以從那里拉到莫斯科。大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)發(fā)射兩道質(zhì)子光束進(jìn)入17英里長(zhǎng)的混凝土隧道,質(zhì)子會(huì)以史上最強(qiáng)的人造能量對(duì)撞,過(guò)程就像從大西洋的兩岸射出編織針,讓它們?cè)诖笪餮笾醒胂嘧病?/p>
質(zhì)子對(duì)撞后,會(huì)粉碎并噴出新的粒子,其中或許會(huì)有希格斯玻色子。喬的團(tuán)隊(duì)有3800位科學(xué)家,他們花了5年時(shí)間尋找希格斯玻色子在對(duì)撞之后留下的痕跡。
2013年3月14日,大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)成功了!當(dāng)時(shí)喬的團(tuán)隊(duì)都很興奮,20歲多歲的年輕物理學(xué)家在走廊徹夜排隊(duì),只為了在演講廳搶到好位子,在60年代提車(chē)這個(gè)理論的科學(xué)家現(xiàn)在都80多歲了。
科學(xué)家發(fā)現(xiàn)希格斯玻色子,因而掌握了了解大爆炸的最后關(guān)鍵。多虧了彼得希格斯的理論以及全球科學(xué)家的努力,讓我們了解了宇宙最早期的關(guān)鍵時(shí)刻,千年后的人在寫(xiě)教科書(shū)時(shí),一定會(huì)記下發(fā)現(xiàn)希格斯玻色子的這一刻!我們周?chē)乃形镔|(zhì),所有人類(lèi),恒星和天上的行星,都是因?yàn)樯衩氐南8袼共I硬诺靡猿霈F(xiàn),如果沒(méi)有希格斯機(jī)制跟希格斯場(chǎng),就無(wú)法形成質(zhì)量跟原子,沒(méi)有原子就沒(méi)有結(jié)構(gòu),我們就不會(huì)存在,所以希格斯粒子又被成為上帝粒子。
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