物理学家解释,希格斯玻色子其实是一个简单而异常感人的爱情故事

2020-06-27 23:35 关键词:物理学家解释,希格斯玻色子其实是一个简单而异常感人的爱情故事 分类:恋爱宝典 阅读:29

英国科学博物馆的一位观光者,用手机给一段视频拍下了一张照片。照片展现了2013年11月12日在英国伦敦举行的“对撞机”展会上展出的大型强子对撞机(LHC)的运作形式。展会于2013年11月13日向公家开放,观光者将感遭到剧院级其它音像艺术安装,并观光到大型强子对撞机的部份工件。展览将深切位于瑞士日内瓦的欧洲核子研讨所粒子物理实验室的幕后,一探终究。同时,展览还会触及希格斯玻色子的发明,即天主粒子,这一发明是科学家彼得·希格斯理论的理想效果。

物理学家诠释,希格斯玻色子实在是一个简单而异常感人的爱情故事

图解:欧洲大型强子对撞机

你会怎样向一个七岁的小孩诠释希格斯玻色子粒子?

最后,粒子都是独自存在的,它们以光速运转且质量为零。而希格斯玻色子却有些许差别,它就像是个“媒妁”,它能够同时与两种差别粒子实行“攀谈”。这位希格斯玻色子老师会将A粒子老师引见给B粒子蜜斯,AB粒子因此相遇相谈,一旦希格斯玻色子决意让这对粒子分开,它们便会走进婚姻殿堂。

物理学家诠释,希格斯玻色子实在是一个简单而异常感人的爱情故事

图解:一个希格斯玻色子从质子碰撞中发作出来.

希格斯玻色子对这段姻缘希望并不惬意,它认为这些粒子应当坐下来跳段舞。希格斯玻色子又决意将跳舞永久连续下去,因此,它将本身漫衍至宇宙遍地,以便确保AB粒子能够永久地一同跳舞下去。

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图源:百度

希格斯玻色子还能够让部份粒子联合得愈加慎密。那些联合得最慎密的粒子并不是会以光速分开,而是以最快的速率在它们的跳舞中往返扭转,再减速并取得庞大质量。与希格斯玻色子“攀谈”时候越少的粒子,跳舞速率越慢,挪动的速率越快,取得的质量也就越小。

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图源:谷歌

事实上,有很多粒子并没有任何“攀谈工具”,因此也没有舞伴,它们不断以光速独自穿行在宇宙中。

时至今日,我们早已不再存眷那些独自存在的粒子,而只将眼光集合在成对粒子上,也就是说,对于电子,我们会研讨电子老师和电子蜜斯。一样地,对于上夸克和下夸克,我们也会研讨上夸克粒子对及下夸克粒子对。

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这三对粒子是我们已知的全部物体的根基构成粒子。两个下夸克和一个上夸克构成一个中子;一个中子和一个电子构成一个氢原子。

你会怎样向一个七岁的小孩诠释希格斯玻色子粒子?

假如是我,我会怎样向一个七岁小孩诠释希格斯玻色子呢?

(以下简称我和小孩)

小孩:“甚么是希格斯玻色子?”

我:“你看,宇宙中的统统都是由原子构成。你、我、这把椅子、那扇窗户、氛围、一部苹果手机乃至是水都是由原子构成,对错误?”

小孩:“原子都很小。”

我:“是的,十分小,比你的智商还要小。不外那些原子都是由更小的物资构成的。我们将这些粒子称为根基粒子,它们是全部宇宙中最小的物资,也就是它们构成了原子。”

小孩:“真的吗?我不断在猎奇,原子是甚么构成的?”

我:“我们曾经发明了很多根基粒子,精确说来,我们曾经发明了38种根基粒子。这些粒子中,有一种粒子就是希格斯玻色子。”

小孩:“以是,根基粒子是世上最小的物资,就是它们构成了原子,希格斯玻色子就是当中一种,对吗?”

我:“正是如斯!”

小孩:“那这些根基粒子是怎样构成原子的呢?希格斯玻色子又有甚么感化呢?”

我:“希格斯玻色子让物资具有了质量,大概这对你来讲有点庞杂。不外,质量就像重量,希格斯玻色子让物资具有了重量。”

小孩:“那质量和重量之间有甚么区分吗?”

我:“你看这个塑料水杯和这个玻璃杯,它们巨细雷同,但玻璃杯却比塑料杯要重。缘由就是,玻璃比塑料具有更多的原子。”

小孩:“那原子的质量又从哪儿来呢?”

我:“原子是由大批电子和一个原子核构成,而原子核则由质子和中子构成。电子也是一种根基粒子,而质子和中子不属于根基粒子,但它们也是由三种根基粒子构成,我们把这类根基粒子称为夸克。原子的质量次要来源于其原子核,也就是质子和中子,以是我们能够马上清扫电子。而质子和中子的质量又来源于夸克。”

(我给小孩展现了一张图片)

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我:“你看,质子和中子都由三个夸克构成。”

小孩:“好吧。”

我:“夸克在穿过希格斯场时取得了质量。”

小孩:“希格斯场又是甚么物品啊?”

我:“你还记得我提到的38个根基粒子吗?每一个根基粒子四周都有一个场。”

小孩:“那是甚么意义?”

我:“你晓得小提琴的机关吗?”

小孩:“固然,我但是最良好的小提琴手。”

我:“哇,真棒。那如今你能够将小提琴的四根弦设想为四个差其它场,当你不去触碰它,四个场就处于静止形态,四根弦也没有任何变革。当你拨动当中一根弦,琴弦会振动,振动的琴弦就像是处于这个场中的粒子。一个粒子能够视作其粒子场中的一次振动。以是照片中的那些夸克,实在就是夸克场中的振动。这也一样适用于根基粒子。例如说电子呢,实在就是电子场中所发作的振动。”

小孩:“本来是如此,那这和质量有甚么关系呢?”

我:“对,对于这一点,希格斯玻色子就是希格斯玻色子场中的振动,夸克就是在这个场中取得了质量,从而让这个玻璃杯具有的质量和重量超出塑料杯。”

小孩:“但怎样取得质量的呢?”

我:“你游过泳吗?”

小孩:“游过。”

我:“你在泅水时很难快速挪动,这是由于,假如你试图快速游动,水流会拦阻你的进步。”

小孩:“没错。”

我:“希格斯场就是如此让物资具有了质量。设想一下,你身在水下,以最快的速率游动,你四周的水就像是希格斯场,而你就像是一个根基粒子。水流就像黏液一样拦阻着你,你没法像在水上一样活动自若。物资从希格斯场取得质量的体式格局有点雷同于此。水流质密,从中穿过需求更多的能量。希格斯场就好像水流,粒子必需很勤奋能力从中穿行当中。”

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小孩:“我如今认识打听了。”

我:“很好,如今我们再来扼要综合一下,统统物资都由原子构成,原子又由根基粒子构成。原子的质量来源于质子和中子,这两种粒子是由三个名为夸克的根基粒子构成。夸克的质量从希格斯场中取得,它们就像是奋力从浓稠水流中穿行的泅水者。”

我:“好了,我如今要去打《碉堡之夜》。”

旁注:

事实上,我很清晰原子的质量绝大部份来源于原子核中质子和中子内部的强互相感化力(即胶子),但要对一个七岁小孩诠释这个成绩,照样简单一点为好。无论怎样,他今后也会练习到这些常识。

参考资料

1.维基百科全书

2.天文学名词

3.林陌祺-forbes- Quora

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