希格斯玻色子(希格斯玻色子是自旋為零具有質量不帶電荷的粒子)

希格斯玻色子是什么?

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。

它是標準模型中最后一種未被發現的粒子。它可以幫助解析為何其它粒子會有質量。

拓展資料

希格斯玻色子（英語：Higgsboson），別稱上帝粒子（Godparticle）。

物理學家希格斯提出了希格斯機制。在此機制中，希格斯場引起自發對稱性破缺，并將質量賦予規范傳播子和費米子。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。2012年7月2日，美國能源部下屬的費米國家加速器實驗室宣布，該實驗室最新數據接近證明被稱為“上帝粒子”的希格斯玻色子的存在。2013年2月4日，該實驗室確認上帝粒子的存在。

簡述：希格斯玻色子是什么？

為了理解希格斯玻色子，我們一定要先聊聊“希格斯場”。就是這個場，賦予某些基本粒子它們的質量，同時也將自然界四種基本力中的兩種相互分離。

該場的存在最早是在20世紀60年代早期被理論化的，物理學家們考慮了一個假設場的結果，這個假設場解釋了電磁力和弱力是如何分離的，以及為什么一些攜帶力（或規范）的粒子有質量（如W和Z玻色子），而其他粒子（如光子）沒有質量。

英國物理學家彼得·希格斯（Peter Higgs）是研究這個模型的眾多研究人員之一。而他的名字從此便成為場、場的粒子和場的作用機制的代名詞。

那么，什么是希格斯玻色子呢？

和所有的量子場一樣，希格斯場產生了它自己的一種基本粒子：希格斯玻色子。它是一種相對較重的、不帶電的、高度不穩定的玻色子（帶有力的粒子，自旋為零），在分解成各種其他粒子之前，它只存在一瞬間。

2012年，大型強子對撞機（Large Hadron Collider）的兩個探測器就探測到了這種粒子，正式將“希格斯玻色子”納入標準模型（Standard Model），并為希格斯機制提供了強有力的證據。

又是什么給了粒子質量？

在日常生活中，我們認為質量是運動的阻力。質量大的物體很難移動；一旦它們開始運動，又很難停下來。

為此，阿爾伯特·愛因斯坦的狹義相對論為我們提供了另一種看待質量的方法 —— 它是一個物體能量的表達式。

當一個物體靜止不動時，它的質量等于它的能量除以光速的平方 —— 這就是我們熟悉的公式“E=mc2”的一個變形。 讓物體移動，特別是在接近光速的情況下，它會獲得相當于質量的能量。

原子的大部分質量來自被稱為夸克的高能粒子的激發態，這些粒子在強大的力作用下束縛在原子核內部?？淇吮旧硪灿匈|量。周圍的電子也一樣。由于它們內部沒有激發態，需要某種活動來解釋靜止時等于它們質量的能量。

更重要的是，在20世紀中葉，物理學家發現之前描述規范玻色子的模型與觀測結果不符；像弱力的W玻色子和Z玻色子這樣的短程粒子的質量是整個質子的80倍，而電磁場中影響深遠的光子卻根本沒有質量。

物理學家們迫切地想要找到造成這些重量差異的原因，以及這兩個領域為何如此不同的原因。

希格斯場是如何賦予基本粒子質量的？

在宇宙大爆炸后的極度高溫下，電磁場和弱核力實際上是完全相同的。

隨著宇宙的膨脹和冷卻， 這兩個場將變得截然不同：一個場的玻色子很重，作用在原子核的短距離內，而另一個場的玻色子足夠輕，可以覆蓋廣闊的太空。

世界各地的幾組物理學家對這種分裂（以及質量差異）做出了類似的解釋。 歷史 承認希格斯及其同事François Englert和Robert Brout在1964年提出的建議，該建議基于一種新型的量子場，這種量子場在任何地方都活躍，甚至在整個空白空間。

如果在宇宙的每個角落都有一個非零值的場，將會打破量子力學的基本平衡，而在理論上，這種平衡應該會產生一種已經被實驗排除的粒子。

但希格斯和他的同事證明，如果這個假設場與導致弱力的場聯系在一起，這種從未見過的麻煩粒子將被吞噬，留下一些重量級的W玻色子和Z玻色子，以及一個相對較重、無自旋、不帶電的“希格斯”玻色子（很快就會瓦解）。

可以把希格斯場想象成一家糖果店，玻色子在吃巧克力時不愿著急，只會留下一堆短暫的“希格斯包裝紙”。人們很快發現，同樣的過程幾乎適用于任何量子場；希格斯場解釋了一系列其他基本粒子（如夸克和電子）的質量，這些粒子都拒絕被推動，因為它們需要片刻時間來治療自己的甜食嗜好。

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希格斯玻色子是什么呢?

希格斯玻色子是一種幫助傳輸產生希格斯場的質量的粒子，類似于光粒子——光子——傳輸電磁場的方式。希格斯場是一種力場，就像一個巨大的糖蜜容器遍布宇宙。大多數已知的通過它的粒子都會粘附在糖蜜上，減慢它們的速度，加重它們的重量。

我們會認不出這個世界。如果沒有希格斯玻色子或類似的物質給物質的基本組成部分以質量，電子就會以光速移動。它們不會與質子或其他原子核形成原子。沒有原子，就不會有化學反應，不會有分子，不會有我們所知的普通物質，也不會有生命的模板。

科學家們從20世紀90年代歐洲核子研究中心的LEP(大型電子-正電子對撞機)實驗和21世紀初費米實驗室的Tevatron實驗開始，尋找希格斯玻色子(遵循玻色-愛因斯坦統計數據)已經有20多年了。數年的LEP和Tevatron數據確定了尋找希格斯粒子的工作。然后，在2012年CERN的大型強子對撞機(LHC)上，ATLAS和CMS兩個實驗報告了對希格斯粒子的觀測。

像其他重粒子一樣，希格斯玻色子會衰變成更輕的粒子，然后再衰變成更輕的粒子。這個過程可以遵循一定數量的路徑，而且它更有可能通過某些路徑而不是其他路徑衰減。衰變路徑也取決于粒子的質量。為了確定希格斯玻色子的質量，科學家們將他們觀察到的粒子碰撞后的衰變路徑與他們用計算機模擬的衰變路徑進行了比較，并繪制出希格斯玻色子質量的可能范圍。當他們觀察到一條與他們預測的相似的衰變路徑時，換句話說，當他們看到一條與之匹配的衰變路徑時，他們就知道自己看到了希格斯玻色子。通過將在特定衰減路徑中出現的所有較輕粒子的能量相加，科學家們計算出希格斯玻色子的質量約為1250億電子伏特(GeV)，或約為氫原子質量的125倍。

經過進一步的分析，這種新粒子在2013年被確認為希格斯玻色子。來自40多個國家的約7000名科學家對這一發現做出了貢獻。這一發現使得彼得·希格斯(Peter Higgs)和弗朗索瓦·恩格勒(Francois Englert)在2013年獲得了諾貝爾物理學獎，他們在1964年首次提出了希格斯玻色子的存在。

關于希格斯玻色子，它如何與其他粒子相聯系，它是否給中微子和暗物質帶來質量，是否存在不止一種類型的希格斯玻色子，科學家們還有很多要了解的。雖然科學家們已經觀測到一些預測的希格斯粒子衰變成其他粒子，但他們還沒有觀測到所有的希格斯粒子。2015年，大型強子對撞機以高出60%的能量開始了它的第二次運行，這將使ATLAS和CMS能夠產生更多的希格斯玻色子用于研究，并為產生更多類型的希格斯玻色子開辟了可能性。

希克斯粒子是什么？

?？怂沽Ｗ佑址Q希格斯玻色子（英語：Higgs boson），是標準模型里的一種基本粒子，是一種玻色子，自旋為零，宇稱為正值，不帶電荷、色荷，極不穩定，生成后會立刻衰變。希格斯玻色子是希格斯場的量子激發。希格斯粒子的衰變能動會生成耦合實粒子。

根據希格斯機制，基本粒子因與希格斯場耦合而獲得質量。假若希格斯玻色子被證實存在，則希格斯場應該也存在，而希格斯機制也可被確認為基本無誤。

擴展資料

在粒子物理學里，標準模型是一種被廣泛接受的框架，可以描述強力、弱力及電磁力這三種基本力及組成所有物質的基本粒子。除了引力以外，標準模型可以合理解釋這世界中的大多數物理現象。

早期的標準模型所倚賴的規范場論闡明，基本力是源自于規范不變性，是由規范玻色子來傳遞。規范場論嚴格規定，規范玻色子必須不帶有質量，因此，傳遞電磁相互作用的規范玻色子（光子）不帶有質量。

光子的質量的確經實驗證實為零。借此類推，傳遞弱相互作用的規范玻色子（W玻色子、Z玻色子）應該不帶有質量，可是實驗證實W玻色子與Z玻色子的質量不為零，這顯示出早期模型不夠完善，因此須要建立特別機制來賦予W玻色子、Z玻色子它們所帶有的質量。

參考資料來源：百度百科-希格斯玻色子

希格斯玻色子

        早在1960年代，英國科學家彼得·希格斯就從理論上提出“希格斯玻色子”存在的可能性。但是，在實驗中真正確認該粒子的存在， 則一直要等到2013年。

        2010年，意大利物理學家托馬索·多里戈宣稱，美國費米實驗室的萬億電子伏加速器（Tevatron）可能已經發現了希格斯玻色子。但當時的發現僅限于3倍標準差，因此沒有在科學界獲得認可。

        直到2013年，歐洲核子研究組織確認發現希格斯玻色子時，其發現的可靠性達到了5倍標準差。因此這些物理學家們才敢向世界大方宣布，我們終于證實了“上帝粒子”的存在。

        為什么2倍標準差和5倍標準差相差很大？原因在于，科學家們為了尋求某一種發現，他們可能會試上成千上萬次實驗。以希格斯玻色子為例，理論上該粒子僅會在每100億次碰撞中產生一次。因此為了證實希格斯玻色子的存在，物理學家們設計的粒子對撞機需要重復上千萬億次數級別的碰撞。

        在任何實驗中，都有運氣的成分，因此也可能會導致虛假的發現。重復實驗的次數越多，偶然碰到假象的概率也越高。這就是為什么物理學家們需要把檢驗標準提高到5倍標準差，確保該實驗結果在統計學上能夠過關的原因所在。

        “5倍標準差”規則，背后有非常強的邏輯性。但是這個規則，并沒有被金融研究行業采納。目前絕大部分的金融量化研究，都還是以“2倍標準差”作為接受實驗結果的標準。這就導致很多金融研究得出的結論并不一定經得起推敲。

希格斯玻色子是什么？為什么被稱為上帝粒子呢？

其實因為希格斯粒子與空間中物體質量的形成有關，只有有了質量，粒子才能結合成原子。只有原子才能有分子。只有分子才能有物體。因此，希格斯粒子被認為是一種塑造世界上一切事物的粒子，沒有它，人們就不會看到世界，也許這就是為什么它被稱贊為上帝粒子，上世紀20世紀60年代，英國物理學家彼得·希格斯開始嘗試研究物質質量的根本原因。

需要我們大家知道的是，質量不僅簡單地表示物體所包含的物質的數量，它的其他含義還在于物體難以獲得加速度，例如，如果一輛重型卡車需要剎車或加速，它肯定會比一輛更輕的汽車困難得多，這需要很長時間，并且需要大量的能量，加速越困難，質量越高。據說希格斯在野外行走時心血來潮。

他認為空間就像水，水中的物體在移動時會遇到阻力，這使得移動變得困難，因此，當粒子穿過太空時，它們也應該承受某種障礙，因此它們需要付出一些代價來獲得加速度，這在宏觀世界中反映為質量，這種使物質獲得質量的空間機制被稱為希格斯場，標準模型中的基本粒子可分為費米和玻色子。

費米子是組成物質的粒子，而玻色子是在物質之間傳遞力的粒子。在 20世紀50年代末，科學家們證實物質和輻射可以同時展現粒子和波的行為。這被稱為波粒二象性，因此，每個粒子都與相應的由粒子攜帶的場或擾動相關聯，例如，兩個磁體之間的抑制和吸引是電磁力，但是你可能不知道這個磁場是由光子，它的粒子模擬物攜帶的。

關于希格斯玻色子是什么為什么被稱為上帝粒子呢的問題，今天就解釋到這里。