宇宙質量的源頭，神秘的上帝粒子，或將實現愛因斯坦的夢想

物體的質量來自何方? 答案是希格斯玻色子,也被稱爲上帝粒子 它是現代物理學中最重要的成就之一 這個難以捉摸的粒子是理解物質本質和宇宙的關鍵 1964年,物理學家彼得·希格斯提出了一個遍佈整個宇宙的能量場的存在 即現在所說的希格斯場 這個場在最小粒子獲得質量的過程中起着至關重要的作用 當粒子穿過希格斯場時,它們與之相互作用,從而獲得質量 這種相互作用就像游泳者穿過水一樣 不同的粒子經歷不同程度的阻力,進而獲得不同的質量 希格斯玻色子主要對於希格斯場 首次發現於2012年的大型牆子對撞擊內部 進而驗證了希格斯在上世紀60年代的理論 而希格斯玻色子之所以獨特 是因爲它的質量非常重,大約是質子的133倍 然而,儘管希格斯玻色子在基本作用上至關重要 但它卻極其難以捉摸 它只存在一瞬間,大約是10-22次方秒 然後它就會衰變成其他粒子 這種短暫的壽命和不可預測的衰變模式 使研究人員難以充分研究和理解希格斯玻色子的屬性 不過在希格斯玻色子的幫助下 物理學家們還是成功建立了粒子物理學標準模型 把除了引力之外的其他三種作用力 強力、弱力、電磁力統一到了一起 而在這之前,標準模型已經發展了數十年了 希格斯玻色子就是這個模型中最後缺失的部分 但它的發現也引發了新的問題 即觀測結果與理論預測之間的差異 這些偏差表明亞原子世界中 可能存在未被發現的方面和力量 可能導致我們對物質和能量的理解發生變革 目前的理論認爲,如果沒有希格斯玻色子和希格斯場 我們所知的宇宙將不復存在 因爲原子、分子、元素以及所有形式的物質 都依賴於希格斯玻色子賦予的質量 它的衰變過程,特別是衰變成W和Z玻色子以及光子 是研究的熱點領域 希格斯玻色子的作用範圍除了標準模型之外 還包括探索暗物質和暗能量 SUN的研究人員正在研究像軸子這樣的粒子 它們可能是暗物質的組成部分 其他粒子,如中微子和μ子的行爲 也指向了潛在的全新物理領域 但它其實還預示着一個問題 那就是相對論和量子力學的聯合 衆所周知,愛因斯坦的相對論認爲 引力來源於質量扭曲時空 但量子力學卻認爲引力來源於引粒子的交換 並把尋找引粒子當成了大統一理論的最後一步 因爲現在的標準模型已經整合了四大基本作用力中的三個 只要再納入引力 就相當於完成了愛因斯坦的晚年的夢想 也就是用一套理論去解釋所有物理現象 然而目前的情況卻是相對論和量子力學在引力方面 始終無法很好地合併到一起 這意味着在相對論和量子力學上面 可能還有更進一步的理論去統一它們