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质量存在于宇宙万物,但为何会有质量,它从哪里来?

我们今天看到的宇宙的物质都有质量。在太空中,物体没有重量,但有质量。如果太空人没有质量,麻烦可就大了。没有质量的东西不能慢速,它会以光速移动,你无法让这样的东西停止。所以如果宇宙充满了物质,但是这些物质没有质量,这个宇宙看起来就像个大光球。

最早期的宇宙没有质量,只有基本粒子以光速四处乱窜,但是如今我们的宇宙充满行星和恒星,这些星体显然都有质量,那么质量是从哪里来的?

科学家分析,有一种场弥漫在整个宇宙里,不同的基本粒子会以不同方式跟它产生交互作用,粒子跟这种场的交互作用,让粒子产生了质量这项特性。科学家把这种场称之为希格斯场,这个名字源自彼得希格斯,他在上世纪60年代首度跟其他学者提出这个概念。

无形的希格斯场延伸到整个宇宙,它还伴随着一种基本粒子,叫做希格斯玻色子,正常物质的粒子通过希格斯场时会跟希格斯玻色子产生交互作用,这股交互作用越强,物体的质量就越大。如果没有希格斯场跟希格斯玻色子,就不会有质量。

希格斯场是很迷人的概念,但是它真的存在吗?只有史上最大,最先进的机器能够提供答案,这就是欧文核物理研究中心的大型强子对撞机。乔和他的科研团队曾经做过实验,目的是把希格斯粒子装出来以证明希格斯场的存在。

实验室的地点是在地下25楼层深的地方,光是设置线缆就花了两年多的时间,线缆的长度可以从那里拉到莫斯科。大型强子对撞机发射两道质子光束进入17英里长的混凝土隧道,质子会以史上最强的人造能量对撞,过程就像从大西洋的两岸射出编织针,让它们在大西洋中央相撞。

质子对撞后,会粉碎并喷出新的粒子,其中或许会有希格斯玻色子。乔的团队有3800位科学家,他们花了5年时间寻找希格斯玻色子在对撞之后留下的痕迹。

2013年3月14日,大型强子对撞机成功了!当时乔的团队都很兴奋,20岁多岁的年轻物理学家在走廊彻夜排队,只为了在演讲厅抢到好位子,在60年代提出这个理论的科学家现在都80多岁了。

科学家发现希格斯玻色子,因而掌握了了解大爆炸的最后关键。多亏了彼得希格斯的理论以及全球科学家的努力,让我们了解了宇宙最早期的关键时刻,千年后的人在写教科书时,一定会记下发现希格斯玻色子的这一刻!

我们周围的所有物质,所有人类,恒星和天上的行星,都是因为神秘的希格斯玻色子才得以出现,如果没有希格斯机制跟希格斯场,就无法形成质量跟原子,没有原子就没有结构,我们就不会存在,所以希格斯粒子又被成为上帝粒子。

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