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更新時間: 2013-08-22

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概述
彼得·希格斯

  彼得·希格斯

彼得·希格斯(Peter Higgs、1929年5月29日-)是一位英國物理學家,出生在英格蘭泰恩河畔紐塞,以希格斯機制與希格斯粒子而聞名於世。彼得·希格斯於1960年畢業於倫敦國王學院。1980年到1996年期間曾任愛丁堡大學教授。彼得·希格斯於2004年獲得沃爾夫獎。
希格斯玻色子是粒子物理學標準模型預言的一種自旋為零的玻色子,至今尚未在實驗中觀察到。它也是標準模型中最後一種未被發現的粒子。英國物理學家希格斯(P.W.Higgs)提出了希格斯機制。在此機制中,希格斯場引起自發對稱性破缺,並將質量賦予規範傳播子和費米子。希格斯粒子是希格斯場的場量子化激發,它通過自相互作用而獲得質量。
希格斯機制是蘇格蘭物理學家彼得·希格斯和其他理論物理學家同時發現的一種物理機制。
希格斯灑下熱淚

  希格斯灑下熱淚

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在規範場理論中,規範粒子的質量是為對稱性所不允許的。這是楊-米爾斯理論的嚴重缺陷。隨著對對稱性破缺的深入研究,特別是南部-戈德斯通定理的發現,物理學家們發現在規範理論中零質量的南部-戈德斯通粒子能為零質量的矢量規範粒子提供縱向分量,從而賦予它們以質量。
歐洲核子研究中心(CERN)昨日(2011年12月13日)公布來自大型強子對撞器(LHC)的重要數據,顯示「可能看到」有「上帝粒子」之稱的希格斯玻色子(Higgs boson)。該理論解釋粒子為何擁有質量,從而演化為我們身邊的萬事萬物,如果這一粒子被確認,那將是100年來人類最偉大的發現之一。
上帝粒子

  上帝粒子

2012年7月4日,歐洲原子中心(CERN)今天宣布發現新亞原子粒子,疑似上帝粒子。
自然界中物體之間的相互作用力可以劃分為4種,即引力(重力)、電磁力、強相互作用力和弱相互作用力。愛因斯坦的相對論解決了重力問題之後,理論物理學家開始嘗試建立統一的模型,以期解釋通過後3種力相互作用的所有粒子。物理學家建立了一套被稱為標準模型的粒子物理學理論,該模型把基本粒子分為夸克、輕子和玻色子3大類,預言了62種基本粒子的存在,而這些粒子基本都已被實驗所證實。但這個模型的致命缺陷是無法解釋物質質量的來源。
為了彌補這個缺陷,英國物理學家希格斯於1964年提出了希格斯場的存在,進而預言了希格斯玻色子的存在。他認為該玻色子是物質的質量之源,其他粒子在它構成的場中,受其作用而產生慣性,最終才有了質量。此後所有的粒子在除引力外的后3種力的框架內相互作用,統一在標準模型之下。這個理論看似完美和諧,但存在一個非常重要的問題——希格斯玻色子至今仍未被發現。
劃時代論文曾被駁回
在Cotham文法學校后,希格斯受到了一位校友的激勵,走上了物理學的道路。這就是量子物理的奠基人之一、1933年的諾貝爾獎得主迪拉克(Pual Dirac)。
希格斯拿到物理學博士學位,然後,他成為愛登堡大學的高級研究員。後來他在倫敦大學等學府擔任講師。1960年,希格斯回到愛丁堡大學做數學講師,從此定居在這座城市。
任教期間,希格斯對質量產生了興趣,並且產生了一種想法:在宇宙大爆炸剛發生的時候,粒子是沒有質量的。但在不到一秒的時間后,它們得到了質量。這是它們在一種場中相互作用的結果。希格斯假定這種場能滲透空間,給每一種和它互動的亞原子微粒以質量。雖然希格斯場會給夸克和輕子以質量,但它所給予的質量對其他亞原子粒子來說無足輕重,比如質子和中子。在這些粒子中,把夸克粘在一起的「膠子」給予了大部分的質量。
1964年,希格斯寫了一篇短小的論文,發表在歐洲核心子研究中心(CERN)辦的刊物《物理學通信》上刊登。隨後他又寫了一篇論文投給《物理學通信》,描述一種自己設想的理論模型,就是現在被稱為「希格斯機制」的模型,但被編輯打回。
希格斯又在其中加了一個章節,把自己的論文發給頂尖物理學刊物《物理學評論》。次年論文被發表。差不多在同時,布羅特等數名物理學家也獨立做出了類似的推測。《物理學評論》50周年大慶時,希格斯等6位科學家的類似論文都被評為「里程碑」。
有信心找到上帝粒子
2008年4月,希格斯參觀了CERN的LHC隧道

  2008年4月,希格斯參觀了CERN的LHC隧道

在LHC用液氮冷卻,讓質子以光速穿過巨大圓環之前,希格斯曾經來到日內瓦看了看這個大到讓人感覺變態的機器。他進入91米深的地下隧道,觀看了LHC的兩隻「巨眼」———記錄器CMS和Atlas。他說:「那個體積一下子就把我壓倒了,人們解決的那些技術難題給我留下了很深的印象。」具有諷刺意義的是,當初正是在CERN供職的編輯槍斃了希格斯的論文。
希格斯表示,他有90%的把握說LHC將會「撞」出希格斯玻色子。他希望能在明年5月自己過80歲生日之前看到人類發現微觀世界標準模型上的最後一個粒子。「如果我關於質量的預言是正確的,很快就能看到相關數據;但是你公布這些數據之前要分析它們,這需要一段時間。」記者問希格斯,如果LHC真的像大家期待的那樣發現了「希格斯玻色子」,那他會做些什麼?希格斯靦腆地說:「我應當會打開一瓶東西……」什麼東西呢?「香檳。喝完一瓶威士忌的時間太長了。」那如果不成功呢?希格斯表示如果這次還是沒有成功,他會感到困惑:「如果我是錯的,我會非常傷心。如果沒有找到它,我就會不再理解以前以為理解的東西。」
希格斯玻色子的發現
2013年3月14日,歐洲核子研究組織發布新聞稿表示,先前探測到的新粒子是希格斯玻色子。

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