希格斯玻色子：该死的粒子| 科学

这位可能对他的发现受欢迎最愤怒的科学家去世了，享年 94 岁：所谓的希格斯玻色子，绰号为上帝粒子。 这是英国人彼得·韦尔·希格斯（Peter Ware Higgs），按照他的定义，他是一位非原教旨主义无神论者。 他与其他理论物理学家在发现基本粒子之前近半个世纪所假设的基本粒子最终以他的名字命名。 希格斯设法让他所谓的错觉时断时续地发表，很快就引发了争议。 事实上，那个幽灵般的粒子被称为（作者身份有问题，但这可能是由于另一位伟大的物理学家莱昂·马克斯·莱德曼） 该死的粒子。 也就是说，该死的粒子，甚至更好，恶魔的粒子，与他最终凝结的虔诚的名字相去甚远，将其提升到远离其作者的祭坛上： 上帝粒子 或上帝的粒子。

既然我们与上帝同在，那么可以说，《圣经》作者最迷人的见解之一就包含在《创世记》第三节中。 神说：“要有光”，就有了光。 我们最好留下前两节经文和后面的经文，因为它们近乎疯狂，但事实上，今天我们知道，有点慷慨，这个宇宙的开始是辐射的自发产生，如果你愿意的话，就是光。 这种形式的能量的一小部分很快就转化为物质，并且两者都令人眩晕地膨胀。 疯狂地扩张和这样做，意味着空间和时间是轮流产生的。 所有这一切都发生在宇宙存在的第一秒的一小部分内。

在能量、物质、空间和时间这四个普遍基础中，我们重点关注第二个。 不过，让我们记住接下来发生的事情，这四个可以两个两个地看待：一方面是能量和物质，另一方面是两者存在的位置，空间和时间。 阿尔伯特·爱因斯坦以一种近乎诗意的简洁方式阐述了前两者（也包括另外两者和四者之间的密切关系，但它们是分开的）。 唯一由三个字母、一个符号和一个数字组成的诗句就是可以说定义了 20 世纪和未来世纪的方程式：E=mc²。 能量E和物质m简单地通过真空中光速的平方相关，这是一个巨大的数字。 我们知道，在这部令人震惊的电影最近首映后，我们知道了更多 奥本海默，当一点物质转化为能量时会发生什么。 阐明相反的机制是一个更加复杂的问题：地球上必然巨大的能量如何凝结成由其基本大小（质量）定义的物质。 爱因斯坦方程的 m。 面对任何基本面的猜测，我们总是建议寻找其可能的根源于古希腊。

留西伯斯首先提出了原子的概念，德谟克利特对其进行了最深入的推理，而提图斯·卢克莱修·卡鲁斯则在其令人敬畏的诗歌中以深刻而美丽的方式赞扬了原子的概念。 自然 哦 关于事物的本质。 对他们来说，原子是物质的基本且不可分割的单位。 来自自然世界。 两千年来，从亚里士多德到托马斯·阿奎那（仅举其最杰出的反对者），这些原子以及它们必须存在和运动的真空受到了谩骂。 但它们就在那里，只不过当它们被发现时，人们发现它们实际上是可分的。 首先是电子，它们以云的形式包围着质子和中子的原子核，它们紧密地结合在一起，形成了一个非常小的团。 由大小关系构成的或多或少幸运的关系是苍蝇，原子核，大教堂中心的电子云。 三个粒子。 但渐渐地，我们别无选择，只能赞扬所采取的道路，人们发现已经或可能产生大量被称为元素的粒子。

大爆炸后，在非常高温的等离子体状态下产生了四种类型的粒子，即光子、轻子、夸克和胶子。 第一种形式（将要形成，正如我们将看到的）正是光； 第二个是我们熟悉的电子，其他的很快就扎根，形成了质子和中子等。 严格来说，宇宙不会变得发光、透明，如果你愿意的话，直到等离子体充分冷却时光子与其他光子解耦。 那时电子被原子核捕获，真正的原子就形成了，德谟克利特的原子，无论它们有多轻。 自一切开始以来，已经过去了大约三十八万年。 由于所有这些原因，这四种原子必须被视为真正的“原子”或原始基本粒子。 但很快更多的粒子被假设和发现。 还有它的反粒子，但它们的历史非常短暂。

人类开始的探索之旅与几个世纪前开始的探索之旅相反：它不是走向巨大，而是审视极其微小。 必须使用粒子加速器来代替望远镜，将令人震惊的电力公司账单、能源转化为一些粒子，以便在巨大的探测器中进行研究。 它不仅要探索物质的亲密性，还要探索其基本结果：宇宙的真正起源。 这就像，允许残酷的比喻，让两个具有精密机械装置的古董怀表相互碰撞。 从到处跳跃的碎片中，我们必须推断出使它们发挥作用的机制。 很快我们就发现，这些碰撞越剧烈，爆炸后不同的碎片就越多。 基本粒子世界的滋养远远超出了人们的想象。 这场竞赛是通过使用越来越强大（也更昂贵）的加速器来增加碰撞能量而建立的，最终欧洲获胜。 而奖品正是找到希格斯玻色子。 尽管还有另一个更微妙的回报，我们应该感到更加自豪：CERN（欧洲核研究组织）是欧洲与煤钢共同体联合的第一个胚胎。

随着发现的粒子数量的增加，最终被称为标准模型的模型被开发出来来描述它们的属性和动力学。 这是一项艰巨的任务，但通过为其提供了惊人准确度的预测能力，它得以完成。 但有一个细节缺失：比如说锚和弹簧，其机制是时钟运行的基础。

这个丰富的微观世界中的粒子几乎没有什么属性不同，但它们中每一个的基本和最具决定性的是它们的质量。 从零到巨大的多样性是如何产生的？ 希格斯、比利时人布劳特和恩格勒特以及其他一些物理学家提出了一种方法。

大爆炸并不完美，但非常轻微的缺陷（称为对称性破坏）导致了种类繁多的粒子。 而万物展开的虚空比虚无还要复杂得多。 事实上，它一定是完全充满的，就像亚里士多德的以太一样，尽管它们毫无相似之处。 最终被称为希格斯场的东西，就像物理学中的任何场一样，都可以被视为粒子，在这种情况下，这种类型被通用术语玻色子称为“希格斯场”，它为其他粒子提供了质量。 他们与那个原始场的玻色子的相互作用越强烈，或者用另一个比喻来说，他们的相互作用就越强烈。 会擦 具有该场的初始粒子，在孵化时获得的质量就越大。 锚和码头。

渐渐地，即使是漠不关心，人们也承认这是一个有效的机制。 问题在于，将场本身视为一个粒子，不知道它自己的质量是多少。 也就是说，以目前的技术来说，这很可能是无法实现的。 然而，欧洲核子研究中心成功说服欧洲政治家资助这项可能是人类最迷人的科学冒险之一。 我是直接见证者，因为 1994 年 12 月我就在那里，当理事会批准大型强子对撞机（LHC）的预算时，整个中心，尤其是理论物理部门，都爆发出欣喜之情。世界。 手表 的历史。 不到十年后，出现了最终被神圣化的邪恶粒子。 赞美和荣耀，那就是：诺贝尔奖，属于希格斯、弗朗索瓦·恩格勒特和欧洲核子研究中心本身。 欧洲的骄傲。

安息吧彼得·希格斯。

曼努埃尔·洛萨诺·莱瓦 他是塞维利亚大学原子与核物理学名誉教授。 他的最后一本书是 女巫、猫和恶魔，从埃利亚的芝诺到斯蒂芬·霍金：改变历史的十二个想象的实验 （辩论，2023 年）

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