（圖片來源于cnet）
本周，想必關(guān)注了科技公眾號的讀者，都被“粒子物理學(xué)家通過大型強(qiáng)子對撞機(jī)實(shí)驗(yàn)首次觀測到希格斯玻色子衰變?yōu)榈撞靠淇诉^程”的消息刷屏了。不過，對于普通大眾或者只是略懂科普知識的人來說，這件事的詳細(xì)過程和對于我們的重要性，很難被完全理解。本文將簡單談?wù)?，為什么你?yīng)該關(guān)心玻色子和夸克這種組成宇宙萬物的無限小粒子。
最簡單的道理是，粒子物理學(xué)研究的是“烘焙”我們現(xiàn)實(shí)世界的原料和配方，這就已經(jīng)值得人們關(guān)心了。難道說，平常你只關(guān)心吃喝到嘴里的東西味道好不好，但認(rèn)為它的做法和原料不值得研究嗎?
當(dāng)然，道理是空泛的。不過，考慮到類似幫助我們理解宇宙本質(zhì)的科學(xué)探索，已經(jīng)產(chǎn)生了所有人都在享受著的突破和利益，從實(shí)時(shí)全球通信網(wǎng)絡(luò)，到可能會拯救你的生命的去纖顫器無一不包，你還覺得這毫無意義嗎?有可能在未來某一天，我們對玻色子、夸克及其伴隨而來的神秘現(xiàn)象有了充分理解后，能開發(fā)新的、更清潔的能源，到其他太陽系旅行，或者活得更長、更健康。
關(guān)于希格斯玻色子，物理學(xué)家們早在幾十年就推測到它的存在，但直到2012年，它才第一次在大型強(qiáng)子對撞機(jī)中被發(fā)現(xiàn)。這很重要，因?yàn)榘凑罩髁骼碚?，希格斯玻色子和一種被稱為“希格斯場”的普遍能量場的相互作用，是亞原子粒子獲得質(zhì)量的原因。
費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室物理學(xué)家和希格斯玻色子的共同發(fā)現(xiàn)者林肯表示，在希格斯提出相關(guān)理論之前，質(zhì)量是一種完全神秘的東西。為了更深入地了解希格斯玻色子是什么，以及它是如何與希格斯場相互作用的，林肯很好地把它分解了，他在幾年前就在TED中，向全世界科普了他的研究成果。
不過這次的重點(diǎn)不在這里，本周的新發(fā)現(xiàn)是，物理學(xué)家第一次觀測到了希格斯玻色子最常見的衰變過程和產(chǎn)物。這一點(diǎn)很重要，因?yàn)檫@種輕飄飄的粒子非常不穩(wěn)定，且衰變速度極快，無法直接觀測到。所以在過去，科學(xué)家實(shí)際上是通過觀測它衰變的產(chǎn)物來完成的，就像憑氣味嗅出一只臭雞蛋一樣。
“就像蘋果砸在地上一樣，希格斯玻色子通過與時(shí)空結(jié)構(gòu)的相互作用，被轉(zhuǎn)化成我們在實(shí)驗(yàn)中觀測的最終碎片，”加州理工學(xué)院物理學(xué)教授紐曼(Harvey Newman)解釋道。
因此，通過尋找希格斯玻色子最常見的衰變產(chǎn)物——底夸克——來應(yīng)征其存在，應(yīng)該是有意義的?！暗幸粋€(gè)復(fù)雜的問題，”林肯解釋說，“希格斯玻色子非常非常罕見，它們在每十億次碰撞中才出現(xiàn)一次。而大多數(shù)碰撞都是由強(qiáng)大的(底夸克對)核力產(chǎn)生的，這些強(qiáng)力的底夸克完全掩蓋了希格斯玻色子衰變產(chǎn)生的夸克”。
這就像有新的玉米粒，在加熱之前是看不見的?，F(xiàn)在，科學(xué)人員必須在一個(gè)裝滿白色泡沫塑料的白色盒子里加熱玉米粒，而這些泡沫塑料看起來和爆米花一模一樣。從外面往房間里看，你唯一能證實(shí)這種玉米粒存在的方法，就是指出罕見的加熱，但是沒有爆開的玉米粒。但這也無法證明希格斯玻色子的確切存在。
圣克魯斯粒子物理研究所的尼爾森表示：“如果你只能觀察到動物獨(dú)特的鼻子和尾巴，你可能會讓自己相信這是一頭大象。根據(jù)你的預(yù)期，你甚至可以對大象的身體做出一些假設(shè)，但拉下簾子，直接觀察大象的主體部分，會讓你更加滿意!”
而這一次，就是“直接觀察了大象的主體部分”。
這周的發(fā)現(xiàn)不僅能讓研究人員滿意，還能告訴我們關(guān)于宇宙的一些重要信息，以及宇宙中所有的物質(zhì)來自哪里。還是拿吃的作比，“如果你認(rèn)為希格斯場是“糖漿”，在真空賦予粒子質(zhì)量——這意味著我們(制作食物)似乎只需要一種糖漿，即使對于完全不同類型的粒子,” 大型強(qiáng)子對撞機(jī)粒子物理學(xué)家查爾頓(David Charlton)表示。
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