科普：上帝粒子是什么 上帝粒子有何作用

　　在这个浩瀚的宇宙中有很多我们难以解释的东西，科学家们也在进一步探索。大家知道上帝粒子是什么吗?接下来我们就来谈谈关于上帝粒子的相关知识。

　　强子对撞机的主要任务是创造出传说中的“上帝粒子”——希格斯玻色子。希格斯玻色子不仅是解开大爆炸初期宇宙起源之谜的关键钥匙，也是产生物理标准模型中最后一种尚未被发现的粒子——希格斯单粒子——的先决条件。

上帝粒子是什么

　　一、上帝粒子是什么?

　　上帝粒子(God particle)是希格斯玻色子(Higgs boson)的另一种说法，是粒子物理学标准模型预言的一种自旋为零的玻色子。它是标准模型中最后一种未被发现的粒子。物理学家希格斯提出了希格斯机制。在此机制中，希格斯场引起自发对称性破缺，并将质量予规范传播子和费米子。希格斯粒子是希格斯场的场量子化激发，它通过自相互作用而获得质量。它是标准模型中最后一种未被发现的粒子。它的作用是可以帮助人们解释其它粒子的质量等问题。那么要怎么理解上帝粒子是什么，它的作用又是什么呢?

　　要理解“上帝粒子”，不妨回忆一下牛顿发现万有引力定律的故事。尽管研究人员已经证明，苹果并没有砸中牛顿脑袋，但是牛顿却看见了一个苹果掉了下来。牛顿思考的是，为什么苹果会垂直地掉到地上?一定是有什么在拉它，比如是地球的引力在拉它。而地球拉苹果说明苹果是有质量的。而是什么赋予这种力量的存在呢,很可能就是上帝粒子。

　　自然界中物体之间的相互作用力可以划分为4种，即引力(重力)、电磁力、强相互作用力和弱相互作用力。爱因斯坦的相对论解决了重力问题之后，理论物理学家开始尝试建立统一的模型，以期解释通过后3种力相互作用的所有粒子。上世纪60年代，物理学家们构造了一个标准模型，来描述所有这些基本粒子及各种力出现的机制。标准模型中引入了英国物理学家希格斯提出的一种机制：空间中充满着希格斯粒子，物质本身无所谓质量，质量是物质与希格斯粒子的相互作用。

粒子分为3大类

　　该模型把基本粒子分为夸克、轻子和玻色子3大类，预言了62种基本粒子的存在若该粒子出现，物质质量起源之谜也将会揭开;若该粒子不存在，理论上只能要求所有粒子无一例外地必须完全没有质量，这无疑与现行的实验观察相矛盾。令人震惊之处就是：物理学家们若要重新评估该论述，其意义可不只是一条理论的修改，而是一场颠覆。

　　于是希格斯玻色子，成了整个亚原子界最闻名遐迩却最令人迷惑的小东西，长期以来其踪迹占据着整个粒子物理学界的研究中心。它的标准含义是“粒子物理学标准模型预言的一种自旋为零的玻色子”，它的身份描述两个字就可以：神秘——用今天的话来说，叫不明觉厉。

　　鉴于该粒子恼人的特性，1988年诺贝尔物理学奖获得者利昂·莱德曼在一本科普著作中将其称为“该死的粒子”(Goddamn particle)。后来出版商觉得不妥，于是简化为“God particle”，就是今天著名的说法：“上帝粒子。”

上帝粒子

　　欧洲原子中心(CERN)宣布发现“上帝粒子”

　　2012年7月4日下午，LHC的实验装置之一、CMS(紧凑缪子线圈)项目发言人首先发布，他们以4.9西格玛(sigma)的水平，在125.3GeV(±0.6GeV)质量范围内发现新粒子。紧随其后，LHC另一实验装置ATLAS(超导环场探测器)发言人称，他们观察到的数据明确标志着一种新的粒子，确定性水平可达5西格玛，质量约在126GeV附近。随后CERN科学家确认这个粒子就是“上帝粒子”。

　　希格斯玻色子其实无法直接观测到，但可以通过观测到某种粒子衰变之后产生的光子等其他粒子，反推这些光子会不会是大型强子对撞机中粒子碰撞产生的希格斯玻色子衰变出来的。而西格玛作为统计术语用来表示标准偏差，在粒子物理学领域，拥有5西格玛水平的确定性(其在统计学上为“真”的比率是99.999%)才能算一项真正意义上的物理发现。

　　因而针对此次结果，欧核中心主任霍伊尔在媒体发布会上将其称之为一次“发现”，并将其描述为“发现了一种和希格斯玻色子的性质非常相符合的粒子”。他认为这是人们“理解自然的一个里程碑”，并补充道，以一个外行人的角度来说，他们已经发现它(希格斯玻色子)了;但从一个内行的角度来说，尚需要更多的数据。

　　而今一年多时间过去，有人依然对新粒子持怀疑及否定态度;有人开始操心起物理学的未来命运。但在CERN那边，支持这种亚原子粒子存在的证据仍不断增加中。 CERN的物理学家们已分析了铺天盖地的信息，数据总量是发现那时的2.5倍。今年3月，团队已对外宣布，新粒子至少有两点“希格斯特征”：一是自旋为零;二是处于低能正宇称态。其数据中不符合期望的值，不久后被判断为不具有影响整体结果的意义，其他的表现都恰如预期，让人越看越觉得，“它”就是一直所企盼的结果。

上帝粒子的作用

　　二、上帝粒子的作用及意义

　　那么，物体的质量“上帝粒子”的存在意味着，科学家解释世界的一种假说将有可能得到证实。

　　从何而来?在牛顿故去后的400年，英国爱丁堡大学物理学家希格斯猜想：有一种粒子赋予其他粒子质量。他于1964年提出，在137亿年前的大爆炸中，希格斯粒子使物质得到质量，万有引力则将质量变成重量，使恒星和行星都得以诞生，最终孕育生命。如此，也解释了为何苹果会掉到地上。

　　“上帝粒子”只不过是科学家用以解释世界的一种理论或假说。过去，科学家已经指出，支配物质运动的不仅仅有我们日常生活中能够感受到的重力和电磁力，还有我们日常生活中无法感受的“强力”和“弱力”。

　　20世纪60年代，物理学家们构造出了一个标准模型来解释世界，标准模型主要描述了强力、弱力及电磁力这三种基本力以及所有基本粒子的构成机制。标准模型预言有61个基本粒子，其中有60个都已经得到了实验数据的支持与验证，现在人们也已听到最后的一个基本粒子——希格斯粒子的脚步声。

　　如果发现或找到了这种粒子，那就意味着质量是物质与希格斯粒子的相互作用的结果。但是，即便科学家找到了“上帝粒子”也并不意味着世界获得圆满解释。因为科学家说，组成我们生活的世界是由物质和暗物质构成的，而标准模型只能解释4%的宇宙，占宇宙质量96%的暗物质仍然得不到解释。

科普上帝粒子是什么

　　当然，如果现在科学家听到的“脚步声”并非上帝粒子的声音，那么，解释世界就可能会有另外的假说，而且这样的假说也未必不能解释世界。例如，在太空，苹果是不会掉下的，只是在空间飘浮。这或许与希格斯粒子无关。宇宙和我们生存的世界一直存在，只是科学家们现在尚无法圆满解释这个世界而已。

　　三、上帝粒子的应用

　　上帝粒子的发现只是一个小小的开始，没那么容易直接用起来的,上帝粒子的发现是对量子场论的支持,更大的意义是帮助理论物理学家对世界进行理解,离实用还早得很.但根据科学家们的理论猜想，上帝粒子在人类中应用很可能时候下面三种：

　　1 反重力，人往天上行走

　　2 超光速运行

　　3 直接替代氢弹核武器

　　四、上帝粒子发现过程

　　1964年，恩格勒和罗伯特·布绕特(已故)共同提出希格斯机制与希格斯玻色子(上帝粒子)理论。同年，彼得·希格斯也在《物理评论快报》发表文章，提出希格斯机制理论。

上帝粒子发现过程

　　2011年12月13日，欧洲核子研究中心科学家示，他们发现了希格斯玻色子(上帝粒子)存在的迹象。但经考虑实验其它误差之后，宣布实验结果无效。

　　2012年7月4日科学家宣布发现了一个新粒子，与希格斯玻色子(上帝粒子)特征有吻合之处。

　　2013年3月14日，欧洲核子研究组织(European Organisation for Nuclear Research)发布新闻稿表示，先前探测到的新粒子是希格斯玻色子(上帝粒子)。

　　2013年10月8日，诺贝尔物理学奖在瑞典揭晓，比利时理论物理学家弗朗索瓦·恩格勒和英国理论物理学家彼得·希格斯因(上帝粒子)希格斯玻色子的理论预言获奖。

　　上帝粒子是什么?简单的说就是超乎宇宙之外的质量反应，人可以在天上走，不再受重力的牵制。如果上帝粒子能很好地运用的话是科学上的一大成就。