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上帝粒子發現揭開質量起源之謎(2)

 更新時間:2020-06-26 21:51

2. 完善標準模型

上帝粒子發現揭開質量起源之謎

  標準模型是當代粒子物理學的基石,它描述了整個宇宙中所有的粒子。所有被標準模型所預言的粒子此前都已經被找到了,除了希格斯粒子。就在去年宣布初步結果時,歐洲核子中心ATLAS實驗設備科學家喬納斯·斯蘭德伯格(Jonas Strandberg)就曾表示:“這是標準模型中缺失的一環,因此如果這一發現得到最終確認,那么它將最終證明我們目前的認識是正確的。”

上帝粒子發現揭開質量起源之謎

  到目前為止,科學家們所發現的這一疑似希格斯粒子似乎和標準模型中預言的性質相吻合。但即便如此,標準模型本身也并不完整:例如它沒有包括引力,也沒有將被認為占據整個宇宙物質總量約98%的暗物質成分考慮進去。

  美國費米國家實驗室CMS中心的物理學家帕提·麥克布雷德(Patty McBride)在上周四表示:“即便有證據清晰地證明目前我們新發現的這一粒子確確實實就是標準模型所預言的希格斯玻色子,即便如此我們對宇宙的認識仍然模糊不清。”他說:“我們仍然不能理解為何引力如此微弱,我們還要面對巨大的暗物質的存在。不過,對于這一已經有48年歷史的經典理論來說,邁出了完善的第一步仍然不失為一件令人高興的事。”

3. 電弱相互作用

  確認希格斯粒子還將對電弱相互作用的構建產生重要影響。這種作用是對電磁作用與弱相互作用的統一描述,這兩者都是自然界的基本力類型之一。電磁作用描述帶電粒子之間的相互作用,而弱相互作用則描述放射性衰變過程。

上帝粒子發現揭開質量起源之謎

  自然界中所有力的作用都和某種粒子有關。比如與電磁力有關的粒子是光子,這是一種質量為零的特殊粒子。而弱相互作用力則和名為W和Z的玻色子有關,這兩種粒子都擁有很高的質量值。而所有這些粒子的質量來源,便被認為是希格斯玻色子的作用造成的。

  歐洲核子中心的斯蘭德伯格表示:“如果引入希格斯場的概念,那么W和Z玻色子就會和這個場混雜在一起,在這一過程中它們便獲得了質量。”他說:“這解釋了為何W和Z玻色子會有質量,并將電磁作用和弱相互作用兩種基本力統一了起來,構成電弱相互作用。” 

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