希格斯玻色子(希格斯玻色子是自旋为零具有质量不带电荷的粒子)

希格斯玻色子是什么?

希格斯玻色子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。它可以帮助解析为何其它粒子会有质量。

拓展资料

希格斯玻色子（英语：Higgsboson），别称上帝粒子（Godparticle）。

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，并将质量赋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。2012年7月2日，美国能源部下属的费米国家加速器实验室宣布，该实验室最新数据接近证明被称为“上帝粒子”的希格斯玻色子的存在。2013年2月4日，该实验室确认上帝粒子的存在。

简述：希格斯玻色子是什么？

为了理解希格斯玻色子，我们一定要先聊聊“希格斯场”。就是这个场，赋予某些基本粒子它们的质量，同时也将自然界四种基本力中的两种相互分离。

该场的存在最早是在20世纪60年代早期被理论化的，物理学家们考虑了一个假设场的结果，这个假设场解释了电磁力和弱力是如何分离的，以及为什么一些携带力（或规范）的粒子有质量（如W和Z玻色子），而其他粒子（如光子）没有质量。

英国物理学家彼得·希格斯（Peter Higgs）是研究这个模型的众多研究人员之一。而他的名字从此便成为场、场的粒子和场的作用机制的代名词。

那么，什么是希格斯玻色子呢？

和所有的量子场一样，希格斯场产生了它自己的一种基本粒子：希格斯玻色子。它是一种相对较重的、不带电的、高度不稳定的玻色子（带有力的粒子，自旋为零），在分解成各种其他粒子之前，它只存在一瞬间。

2012年，大型强子对撞机（Large Hadron Collider）的两个探测器就探测到了这种粒子，正式将“希格斯玻色子”纳入标准模型（Standard Model），并为希格斯机制提供了强有力的证据。

又是什么给了粒子质量？

在日常生活中，我们认为质量是运动的阻力。质量大的物体很难移动；一旦它们开始运动，又很难停下来。

为此，阿尔伯特·爱因斯坦的狭义相对论为我们提供了另一种看待质量的方法 —— 它是一个物体能量的表达式。

当一个物体静止不动时，它的质量等于它的能量除以光速的平方 —— 这就是我们熟悉的公式“E=mc2”的一个变形。 让物体移动，特别是在接近光速的情况下，它会获得相当于质量的能量。

原子的大部分质量来自被称为夸克的高能粒子的激发态，这些粒子在强大的力作用下束缚在原子核内部。夸克本身也有质量。周围的电子也一样。由于它们内部没有激发态，需要某种活动来解释静止时等于它们质量的能量。

更重要的是，在20世纪中叶，物理学家发现之前描述规范玻色子的模型与观测结果不符；像弱力的W玻色子和Z玻色子这样的短程粒子的质量是整个质子的80倍，而电磁场中影响深远的光子却根本没有质量。

物理学家们迫切地想要找到造成这些重量差异的原因，以及这两个领域为何如此不同的原因。

希格斯场是如何赋予基本粒子质量的？

在宇宙大爆炸后的极度高温下，电磁场和弱核力实际上是完全相同的。

随着宇宙的膨胀和冷却， 这两个场将变得截然不同：一个场的玻色子很重，作用在原子核的短距离内，而另一个场的玻色子足够轻，可以覆盖广阔的太空。

世界各地的几组物理学家对这种分裂（以及质量差异）做出了类似的解释。 历史 承认希格斯及其同事François Englert和Robert Brout在1964年提出的建议，该建议基于一种新型的量子场，这种量子场在任何地方都活跃，甚至在整个空白空间。

如果在宇宙的每个角落都有一个非零值的场，将会打破量子力学的基本平衡，而在理论上，这种平衡应该会产生一种已经被实验排除的粒子。

但希格斯和他的同事证明，如果这个假设场与导致弱力的场联系在一起，这种从未见过的麻烦粒子将被吞噬，留下一些重量级的W玻色子和Z玻色子，以及一个相对较重、无自旋、不带电的“希格斯”玻色子（很快就会瓦解）。

可以把希格斯场想象成一家糖果店，玻色子在吃巧克力时不愿着急，只会留下一堆短暂的“希格斯包装纸”。人们很快发现，同样的过程几乎适用于任何量子场；希格斯场解释了一系列其他基本粒子（如夸克和电子）的质量，这些粒子都拒绝被推动，因为它们需要片刻时间来治疗自己的甜食嗜好。

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希格斯玻色子是什么呢?

希格斯玻色子是一种帮助传输产生希格斯场的质量的粒子，类似于光粒子——光子——传输电磁场的方式。希格斯场是一种力场，就像一个巨大的糖蜜容器遍布宇宙。大多数已知的通过它的粒子都会粘附在糖蜜上，减慢它们的速度，加重它们的重量。

我们会认不出这个世界。如果没有希格斯玻色子或类似的物质给物质的基本组成部分以质量，电子就会以光速移动。它们不会与质子或其他原子核形成原子。没有原子，就不会有化学反应，不会有分子，不会有我们所知的普通物质，也不会有生命的模板。

科学家们从20世纪90年代欧洲核子研究中心的LEP(大型电子-正电子对撞机)实验和21世纪初费米实验室的Tevatron实验开始，寻找希格斯玻色子(遵循玻色-爱因斯坦统计数据)已经有20多年了。数年的LEP和Tevatron数据确定了寻找希格斯粒子的工作。然后，在2012年CERN的大型强子对撞机(LHC)上，ATLAS和CMS两个实验报告了对希格斯粒子的观测。

像其他重粒子一样，希格斯玻色子会衰变成更轻的粒子，然后再衰变成更轻的粒子。这个过程可以遵循一定数量的路径，而且它更有可能通过某些路径而不是其他路径衰减。衰变路径也取决于粒子的质量。为了确定希格斯玻色子的质量，科学家们将他们观察到的粒子碰撞后的衰变路径与他们用计算机模拟的衰变路径进行了比较，并绘制出希格斯玻色子质量的可能范围。当他们观察到一条与他们预测的相似的衰变路径时，换句话说，当他们看到一条与之匹配的衰变路径时，他们就知道自己看到了希格斯玻色子。通过将在特定衰减路径中出现的所有较轻粒子的能量相加，科学家们计算出希格斯玻色子的质量约为1250亿电子伏特(GeV)，或约为氢原子质量的125倍。

经过进一步的分析，这种新粒子在2013年被确认为希格斯玻色子。来自40多个国家的约7000名科学家对这一发现做出了贡献。这一发现使得彼得·希格斯(Peter Higgs)和弗朗索瓦·恩格勒(Francois Englert)在2013年获得了诺贝尔物理学奖，他们在1964年首次提出了希格斯玻色子的存在。

关于希格斯玻色子，它如何与其他粒子相联系，它是否给中微子和暗物质带来质量，是否存在不止一种类型的希格斯玻色子，科学家们还有很多要了解的。虽然科学家们已经观测到一些预测的希格斯粒子衰变成其他粒子，但他们还没有观测到所有的希格斯粒子。2015年，大型强子对撞机以高出60%的能量开始了它的第二次运行，这将使ATLAS和CMS能够产生更多的希格斯玻色子用于研究，并为产生更多类型的希格斯玻色子开辟了可能性。

希克斯粒子是什么？

希克斯粒子又称希格斯玻色子（英语：Higgs boson），是标准模型里的一种基本粒子，是一种玻色子，自旋为零，宇称为正值，不带电荷、色荷，极不稳定，生成后会立刻衰变。希格斯玻色子是希格斯场的量子激发。希格斯粒子的衰变能动会生成耦合实粒子。

根据希格斯机制，基本粒子因与希格斯场耦合而获得质量。假若希格斯玻色子被证实存在，则希格斯场应该也存在，而希格斯机制也可被确认为基本无误。

扩展资料

在粒子物理学里，标准模型是一种被广泛接受的框架，可以描述强力、弱力及电磁力这三种基本力及组成所有物质的基本粒子。除了引力以外，标准模型可以合理解释这世界中的大多数物理现象。

早期的标准模型所倚赖的规范场论阐明，基本力是源自于规范不变性，是由规范玻色子来传递。规范场论严格规定，规范玻色子必须不带有质量，因此，传递电磁相互作用的规范玻色子（光子）不带有质量。

光子的质量的确经实验证实为零。借此类推，传递弱相互作用的规范玻色子（W玻色子、Z玻色子）应该不带有质量，可是实验证实W玻色子与Z玻色子的质量不为零，这显示出早期模型不够完善，因此须要建立特别机制来赋予W玻色子、Z玻色子它们所带有的质量。

参考资料来源：百度百科-希格斯玻色子

希格斯玻色子

        早在1960年代，英国科学家彼得·希格斯就从理论上提出“希格斯玻色子”存在的可能性。但是，在实验中真正确认该粒子的存在， 则一直要等到2013年。

        2010年，意大利物理学家托马索·多里戈宣称，美国费米实验室的万亿电子伏加速器（Tevatron）可能已经发现了希格斯玻色子。但当时的发现仅限于3倍标准差，因此没有在科学界获得认可。

        直到2013年，欧洲核子研究组织确认发现希格斯玻色子时，其发现的可靠性达到了5倍标准差。因此这些物理学家们才敢向世界大方宣布，我们终于证实了“上帝粒子”的存在。

        为什么2倍标准差和5倍标准差相差很大？原因在于，科学家们为了寻求某一种发现，他们可能会试上成千上万次实验。以希格斯玻色子为例，理论上该粒子仅会在每100亿次碰撞中产生一次。因此为了证实希格斯玻色子的存在，物理学家们设计的粒子对撞机需要重复上千万亿次数级别的碰撞。

        在任何实验中，都有运气的成分，因此也可能会导致虚假的发现。重复实验的次数越多，偶然碰到假象的概率也越高。这就是为什么物理学家们需要把检验标准提高到5倍标准差，确保该实验结果在统计学上能够过关的原因所在。

        “5倍标准差”规则，背后有非常强的逻辑性。但是这个规则，并没有被金融研究行业采纳。目前绝大部分的金融量化研究，都还是以“2倍标准差”作为接受实验结果的标准。这就导致很多金融研究得出的结论并不一定经得起推敲。

希格斯玻色子是什么？为什么被称为上帝粒子呢？

其实因为希格斯粒子与空间中物体质量的形成有关，只有有了质量，粒子才能结合成原子。只有原子才能有分子。只有分子才能有物体。因此，希格斯粒子被认为是一种塑造世界上一切事物的粒子，没有它，人们就不会看到世界，也许这就是为什么它被称赞为上帝粒子，上世纪20世纪60年代，英国物理学家彼得·希格斯开始尝试研究物质质量的根本原因。

需要我们大家知道的是，质量不仅简单地表示物体所包含的物质的数量，它的其他含义还在于物体难以获得加速度，例如，如果一辆重型卡车需要刹车或加速，它肯定会比一辆更轻的汽车困难得多，这需要很长时间，并且需要大量的能量，加速越困难，质量越高。据说希格斯在野外行走时心血来潮。

他认为空间就像水，水中的物体在移动时会遇到阻力，这使得移动变得困难，因此，当粒子穿过太空时，它们也应该承受某种障碍，因此它们需要付出一些代价来获得加速度，这在宏观世界中反映为质量，这种使物质获得质量的空间机制被称为希格斯场，标准模型中的基本粒子可分为费米和玻色子。

费米子是组成物质的粒子，而玻色子是在物质之间传递力的粒子。在 20世纪50年代末，科学家们证实物质和辐射可以同时展现粒子和波的行为。这被称为波粒二象性，因此，每个粒子都与相应的由粒子携带的场或扰动相关联，例如，两个磁体之间的抑制和吸引是电磁力，但是你可能不知道这个磁场是由光子，它的粒子模拟物携带的。

关于希格斯玻色子是什么为什么被称为上帝粒子呢的问题，今天就解释到这里。