尋找希格斯玻色子的意義是什麼？

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標準模型囊括了自然界四種基本相互作用的三種，電磁力、弱力和強力，萬有引力比較獨特，暫時還沒有和前三種力融為一體。經過五十年代到七十年代二十多年英雄般的時代，三種基本力被物理學家用同一個語言成功地放在一個理論框架里，這個語言叫量子場論，基本物理學量是場，但遵從量子論。所以，場在量子的約束下有基本單元，就是基本粒子。

而標準模型的框架看上去也很簡單，所有場和粒子分為兩類，一類叫物質場和物質粒子，包括電子和夸克等，另一類叫規範場和規範粒子，最簡單和最典型的是光子。物質粒子和規範粒子都像一個陀螺，即自旋，物質粒子的自旋是1/2，規範粒子的自旋是1。

一切看上去這麼漂亮，這麼簡單和乾淨。我上面的敘述還缺了最重要的一點，這一點被標準模型的建立人之一，美國人波斯頓大學教授，謝爾頓·格拉肖（Sheldon Glashow）惡毒地稱為標準模型的廁所，這個廁所就是希格斯粒子和它與所有其他粒子的耦合或相互作用。

弱力和強力是亞原子世界的力，也就是說我們在日常現象中無法明顯看到它們在起作用。弱力和強力平時看不見的原因不同。弱力是短程力，只有在極小的距離1

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米上才有明顯的作用，這是因為，格拉肖第一個指出，傳遞這種力的規範粒子有質量，這些粒子叫做中間玻色子，因為有質量它們就跑不遠，不像光子。在格拉肖之後，美國人現德州大學教授斯蒂文·溫伯格（Steven Weinberg）發現簡單地假設中間玻色有質量並不能得到一個自洽的理論，於是，在1967年，他利用了希格斯等人在1964年發明的希格斯機制。在這個機制中，有幾個希格斯場，這些場與物質場以及規範場都不同，它們對應的粒子沒有自旋。當希格斯場像鋼球一樣沉落到它的最低處同時打破某些對稱時——這些對稱性類似墨西哥帽的轉動對稱，而希格斯場就像落在墨西哥帽頂和帽沿之間的那個圓槽上的一點從而打破了轉動對稱，中間玻色子吃掉了三個希格斯粒子變重了，中間玻色子就獲得了質量，於是弱力變成短程的了。四個希格斯場還剩下一個，也變重了。這個剩下的場有點像落在墨西哥帽的圓槽中向帽頂跑動的鋼球，需要能量才能做到這一點。它對應的粒子不帶電，無自旋，這就是所謂的上帝粒子。

溫伯格不僅利用了以上所述的希格斯機制，他還利用了希格斯場與物質場之間的相互作用，給所有物質場也賦予了質量。直觀圖像是這樣的：當希格斯場沉落在它們的最低點，物質粒子在空間中運動時也要穿過這些場，不停地吸收和輻射它們，於是就變重了。在宇宙早期，由於溫度比較高，希格斯場最初並沒有沉落到最低點，也就是說整個宇宙的真空與現在不同。當溫度下降到某個量之下（大約是一千萬億度），希格斯場就落到最低點，此時整個真空的能量更低，所有基本粒子除了光子和傳遞強力的規範粒子外，都獲得了質量。物質也才開始慢慢形成，最先出現的是由夸克組成的質子和中子，然後質子和中子再慢慢聚合成輕元素……

弱力因為傳遞粒子有質量所以變成短程的，那麼為什麼我們日常也看不到強力？其實沒有強力就沒有我們，也沒有地球上的一切物體。強力由於非常強，它將夸克以及傳遞強力的規範粒子束縛在質子和中子里，質子和中子的剩餘作用就變成短程的了，這些剩餘作用再將它們束縛在各種原子核中。

整個七十年代和八十年代是標準模型榮耀的年代，物理學家們用加速器轟出了傳遞弱力的中間玻色子，也檢驗了強力理論，同時還順帶轟出了以前沒有見過的新夸克以及新中微子。實驗物理學家在1983年發現中間玻色子之後，一直試圖發現希格斯粒子，一直沒有成功。

有幾台加速器幾乎可以說就是為了轟出希格斯粒子設計的，例如美國國立費米實驗室的太伏質子反質子加速器，歐洲核子中心的大型正負電子加速器。太伏質子反質子加速器在1995年發現了標準模型中最重的一個粒子，頂夸克，也是最後一個夸克。這台機器於去年十月份不得關閉，在關閉之前未能轟出希格斯粒子。大型正負電子對撞機命運要差些，在11年的壽命中未能發現任何新粒子，只是將中間玻色子的質量測量精確到千分之一，在2000年為大型強子對撞機讓路，不得不關閉。在關閉之前，它給出希格斯粒子質量的下限，115GeV（1GeV=10億電子伏，約等於質子的質量）。

格拉肖稱標準模型中希格斯這個部分為廁所是有道理的，因為它的一個重要參數無法確定，這個參數就是希格斯粒子的質量，還因為我們將質量起源歸結為希格斯粒子的存在——但是我們看不見摸不著它。所以，我們就可以理解物理學家們為什麼苦苦地要發現這個粒子。當然，由於希格斯粒子與所有其他粒子不同，無自旋同時還決定了真空性質，它一定還包藏了宇宙的更深的秘密，一些誰也不知道，理論物理學家只能通過想像來推測的秘密。所以，希格斯粒子又可以被看成暗道中通向新世界的大門，我們自然想將它打開。

歐洲核子中心主任，德國人洛夫-迪特·霍耶爾（Rolf-Dieter
Heuer）在7月4日新聞發布會上狡猾地說：「作為物理學家，我只能說我們發現了一個前所未有的新粒子，作為門外漢我會說我們發現了希格斯粒子。」

目前，歐洲核子中心的大型強子對撞機正在升級的最後階段，大約再過半年就會重新啟動，那時它將在更高的能量上運行，屆時大量的希格斯玻色子將被產生，物理學家也會為希格斯粒子的發現補上最後一筆：完全證實它就是標準模型中的希格斯粒子。至於人們是否會發現超出標準模型的新物理現象，就
不得而知了。

尋找希格斯粒子，對於我們理解【自然界在 $10^{-18}$ 米尺度下的行為】來說非常重要。高贊答案已經把希格斯粒子的由來及其重要性說得很清楚了，我只補充一下理論家所感興趣的意義吧。

從（目前物理共同體所認同的）理論美學上看來，希格斯機制是非常「醜陋」的，這也是為什麼格拉肖會將其稱為「廁所」，因為它難登大雅之堂（然而對於建築來說又必不可少）。這一機制的不美表現在以下幾個方面：1. 電磁對稱性破缺的能標在理論中是手放的，這是標準模型中唯一的有量綱參數；2. 存在一個作為基本粒子的標量粒子（即希格斯玻色子），這使得它與（可能存在的）高能標新物理之間的耦合變得非常不穩定，存在所謂的精細調節問題。

因此在希格斯粒子尚未被發現以前，就有很多替代性的模型被提出來，它們都可以調和【規範不變性】與【規範粒子質量、費米子質量】之間的矛盾，有名的如所謂的technicolor模型（中文貌似譯作「彩力」？）等等，這些模型的特點是要麼不存在希格斯粒子，要麼存在一個複合（而非基本粒子）的希格斯粒子，要麼由一些特殊的對稱性保證了希格斯粒子耦合的穩定性（如超對稱），因此在理論上顯得更加「自然」。

但是呢，物理學是實驗科學，不管你理論上的動機有多麼美妙，大家終歸還是要坐下來等實驗的最終判決。

非常不幸，隨著實驗的日益精確，只有標準模型通過層層檢驗存活了下來。這不僅包括希格斯粒子的直接發現和測量，還包括在那之前的一系列電弱參數的精細測量。關於希格斯粒子目前的實驗結果與標準模型預言的貼合度，可以看下圖作為一個示例：

（現在的數據已經是13 TeV了，但我懶就直接放了老圖。圖片來自CMS twiki，侵刪）

在標準模型中，希格斯場是一切基本粒子的質量起源，因此希格斯粒子與基本粒子的樹圖相互作用都正比於其質量。這就表示如果以粒子的質量為橫坐標，其與希格斯粒子的耦合強度為縱坐標，將實驗數據作圖我們將可以得到一條直線。事實正是如此。此外，對於相互作用的其他特性的測量也都表明，這個希格斯粒子很可能就是標準模型所預言的那一個。

那麼問題來了，為什麼這個（在理論觀點下看來）非常簡單而且又醜陋的模型竟然和自然界符合到這一程度？而其他看上去令人拍案叫絕直呼美麗的「超越標準模型的新物理」——例如大統一、超對稱、強動力學或者額外維的模型所預言的新現象總是不曾在對撞機上被發現？我們不知道，我們真的不知道。或許，一個世紀前那場關於量子力學的爭論里湧現出來的那一對名言——
「上帝不擲骰子！」
「你不應該規定上帝怎麼做！」
——在略作修改之後也能描述現在高能理論界的情況：
「希格斯機制太丑了！」
「你不應該指導上帝關於美的定義！」

無論如何，只有實驗能指引我們前進的方向。我們需要更多的關於希格斯粒子的數據，我們想知道這個既丑又美的粒子的一切。LHC的數據完了如果還不夠，我們還想建CEPC。

找到了會很開心的。

探尋「質量」的本質。

提高世界解析度的像素級

http://www.zhihu.com/question/20910380

可以去看看NHK的上帝公式第一集，我覺得那個紀錄片作為科普非常好，雖然沒有嚴密的推導，但是深入淺出的講解很有助於基本的感性認識。

簡單的說現有的理論模型一部分原理是建立在假設的前提下的

尋找希格斯玻色子的意義就是證明這個假設是正確的

當我們研究宏觀物理規律時，產生了冷兵器的運用;當我們研究到分子層面的作用力時，產生了火藥等兵器的推廣;當我們研究到原子層面的作用力時，發明出了什麼這個就不用說了吧。
所以說，放心好了，解鎖深層次的物理規程後，研究成果一定會第一時間應用到軍方中。

探索宇宙本質，宇宙中有有質量和無質量粒子，而我們身邊的東西都是由有質量的粒子構成，那麼是什麼給予了這些粒子質量呢？歐洲Lhc找到了答案，就是這種被稱為「上帝粒子」的粒子
。

撞擊產生質量,會不會就是簡單的能量產生質量,也就是e=mc2的逆過程?

讓我想起了那篇修女問NASA主管人太空探索的意義是什麼，文我就不貼了。
或者換個例子，費馬大定理的解證明過程。重要的不僅僅是這個定理的證明，who cares，更重要的是為了證明這個定理而探索出的手段（感謝懷爾斯）。
當然也有玄乎的回答：
「因為它就在那裡。」

只是那些科學家在幻想玩，一點意義沒有！一堆老頭歲數大了不知道幹什麼好，研究神話玩吧！3D列印都出來了，他們都想像不出來為什麼能量不是光疊加，人不是光疊加出來的。如果不是他們怎麼去弄人造鑽石！只要找到一個固定的點，無限釋放光，尋找太陽光譜之間每種光相互的習性，是排斥還是吸引還是什麼作用。把引力避免了，無限像一個位置疊加光就可以塑造出物質了。弄個對撞機，你這面裝引力就把能量吸引軌跡變動了，裝到他們死也看不到啥就是一堆廢物的各種子！都不理解因為宇稱不守恆，只要旋轉一周就可以產生正負兩極就是磁性，因為本來就是陽面與背面不同，物質運動產生內能，本來都不同它的能量肯定也是不同的。本質上宇宙是絕對零度，如果沒有太陽光譜的光，我們就是在一個絕對零度的空間。那麼其實從宇宙外面計算太陽光譜每個段都包含不同的能量，我們地球就是各種能量組合到一起產生的一個平均15度的天體！只要解決了引力的干擾，研究下哪幾種光中和可以保持相互不消散，就可以製造出物質了，宇宙也不會存在大爆炸！如果能毀滅我們就肯定現在不能活，但是因為能量是可以運動有內能有疊加的，只會擴大！

因為它就在那裡文科渣路過。。

養活一幫人，比如在LHC門口賣煎餅果子的大媽。