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自然界中物体之间的相互作用,可以划分为4种力:引力(重力)、电磁力、强相互作用、弱相互作用。在爱因斯坦相对论解决了重力问题后,人们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.
科学家们建立起被称为标准模型的粒子物理学理论,它把基本粒子分成3大类:夸克、轻子与玻色子。标准模型的缺陷,就是该模型无法解释物质质量的来源。
为了修补上述理论的缺陷,英国物理学家希格斯提出了希格斯场的存在,并进而预言了希格斯玻色子的存在。假设出的希格斯玻色子是物质的质量之源,是电子和夸克等形成质量的基础。其他粒子在希格斯玻色子构成的场中,受其作用而产生惯性,最终才有了质量。之后所有的粒子在除引力外的另3种力的框架中相互作用,统一于标准模型之下。标准模型预言了62种基本粒子的存在,这些粒子基本都已被实验所证实,而希格斯玻色子是最后一种未被发现的基本粒子
在标准模型的预测了希格斯粒子是具有质量的基本粒子。目前,没有其他已知的基本量粒子的性质。希格斯粒子是唯一在标准模型所预测的粒子中还没有被观测到的。观测希格斯粒子的实验预期将可以帮助解释宇宙万物的质量。希格斯粒子预期将是和无质量光子(用来传递电磁作用力)、有质量的W和Z玻色子(用来传递弱作用力)。如果希格斯粒子存在,他是一个完整的物质世界的组成部分(它是一个完整的和普遍的组成部分物质世界。)在欧洲核能研究中心的强子对撞机,在2009年12月20日正式启用,被预期将可以提出实验证实希格斯粒子是否存在。另一方面,费米实验室也企图做实验去找到希格斯粒子,即使局限在费米实验室中的电子加速器的低能量。据报道,费米实验中的物理学家指出费米实验室可以找到希格斯粒子的机率大约为 50%到96%,取决于希格斯粒子的质量。希格斯机制,给了向量玻色子质量,是由François Englert 和 Robert Brout在1964年所建立的理论。同年十月Peter Higgs由Philip Anderson得到灵感;而且与Gerald Guralnik, C. R. Hagen, and Tom Kibble在1963年的春天所计算出的结果无关。这三篇关于此探讨的论文分别由Guralnik、Hagen、 Kibble、 Higgs、 Brout 和 Englert所撰写,被公认为Physical Review Letters 50周年庆祝的里程碑。虽然这三篇有名的论文做了类似的研究,但其贡献与之间的不同在1964 PRL Symmetry Breaking的论文中是值得注意的。这六个科学家对于理论粒子物理学的贡献因此荣获2010樱井奖。Steven Weinberg, Abdus Salam, 首先利用希格斯机制在电弱对称性缺陷。电弱理论预测了中性粒子的质量与W和Z玻色子有关。 |
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