为什么光子没有质量,而电子和夸克却有?希格斯场揭秘!

老妖不服输 2025-03-09 05:44:49

宇宙中的一切都是由基本粒子构成的,而这些基本粒子如何获得质量,曾经是物理学中最令人困惑的问题之一。从古希腊哲学家对物质最基本单元的猜测,到 20 世纪粒子物理的突破,人类对世界的理解越来越深刻。

然而,在粒子物理学的标准模型中,所有粒子本应是无质量的,它们应该像光子一样以光速运动,这与现实世界显然不符。

星系、行星、生命,甚至我们自身都依赖于粒子的质量,如果它们没有质量,宇宙将不会形成任何稳定的结构。

那么,质量到底从何而来?这个问题的答案隐藏在希格斯粒子和希格斯场之中,而它们的发现彻底改变了我们对物理世界的认知。

标准模型是现代物理学中最成功的理论之一,它描述了宇宙中所有已知基本粒子的行为,并解释了它们之间的相互作用。

标准模型中包含三种基本相互作用:电磁力、强相互作用和弱相互作用。它成功地描述了夸克、电子、光子、中微子等粒子如何相互作用,但它最初的一个巨大缺陷是,按照该理论,所有粒子都应该是无质量的。

理论计算表明,如果电子和夸克没有质量,它们将无法形成原子,宇宙也不会有我们熟知的物质结构。

因此,科学家们意识到,一定有某种机制,使得这些粒子能够获得质量,而这种机制不能仅仅依靠标准模型本身来解释。

1964 年,英国物理学家彼得·希格斯和其他几位科学家独立提出了一种理论,认为宇宙并不是一个真正的真空,而是充满了一种无形的能量场,被称为“希格斯场”。

希格斯场像是一片无形的海洋,遍布整个宇宙,而基本粒子在穿越它时,会受到一种“粘滞效应”,就像人行走在水中会感受到阻力一样。

这种相互作用让粒子获得了质量,从而赋予了它们不同的物理特性。而希格斯粒子则是希格斯场的基本单位,就像光子是电磁场的基本单位一样。

如果希格斯场是真实存在的,那么希格斯粒子就应该能够在特定的实验条件下被探测到。

然而,提出一个理论是一回事,找到实验证据却是另一回事。希格斯粒子的质量极高,使得它无法像电子或光子那样轻易在自然界中被发现。

科学家们意识到,只有在极端高能量的环境下,才能制造出希格斯粒子并探测到它的踪迹。为了实现这一目标,科学家们在欧洲核子研究中心建造了世界上最强大的粒子加速器——大型强子对撞机(LHC)。

LHC 是一个长达 27 公里的巨大地下环形隧道,它能够让质子以接近光速的速度相互碰撞,从而模拟宇宙大爆炸后极端高能的状态。科学家们希望,在这样的环境下,希格斯粒子会短暂地显现,并通过它的衰变产物留下可被探测的证据。

2012 年 7 月 4 日,这一天载入史册。LHC 的实验数据中发现了一种新的粒子,它的质量约为 125GeV,这正是希格斯粒子的理论预测范围。

这一发现震惊了整个物理学界,因为它验证了希格斯场的存在,也意味着标准模型中的质量问题终于有了合理的解释。

2013 年,彼得·希格斯和弗朗索瓦·恩格勒因这一发现获得了诺贝尔物理学奖。这不仅是对他们理论贡献的认可,也标志着人类对宇宙最基本规则的理解达到了新的高度。

希格斯粒子的发现,不仅填补了标准模型的最后一块拼图,也让我们更加清楚地理解了质量的来源。按照希格斯机制,不同的粒子与希格斯场的相互作用强度不同,因此它们的质量也各不相同。

例如,顶夸克与希格斯场的相互作用最强,因此它是已知最重的基本粒子,而电子的相互作用较弱,因此它的质量远远小于夸克。

更有趣的是,光子完全不与希格斯场相互作用,因此它的质量为零,能够以光速传播。这个理论不仅完美地解释了现有实验数据,也让我们更加深刻地理解了质量并非粒子本身固有的,而是来源于它们与希格斯场的相互作用。

然而,尽管希格斯粒子的发现让标准模型更加完整,它也暴露了标准模型的局限性。标准模型无法解释宇宙中 95% 的物质和能量,比如暗物质和暗能量。

尽管希格斯场解释了普通物质的质量来源,但它是否与暗物质有某种关联?希格斯场是否还有更深层次的物理机制?这些问题仍然没有答案。

此外,希格斯粒子的质量远低于理论预期,这被称为“层级问题”,让科学家们怀疑,是否存在某种未知的物理机制,在幕后影响着希格斯场的行为。

科学家们正在利用 LHC 进行更高精度的实验,希望找到超越标准模型的新物理现象。有些理论预测,希格斯粒子可能不是单一的,而是有多个不同种类的“希格斯家族”粒子。

此外,一些超对称理论认为,每种已知粒子都应该有一个超对称伙伴粒子,但迄今为止,我们仍未找到这些粒子的证据。

未来的高能物理实验,可能会解答这些问题,也可能会推翻我们对标准模型的现有理解,开启全新的物理学时代。

希格斯粒子的发现不仅是现代物理学的巅峰之一,也象征着人类科学探索的无尽可能。从 1964 年的理论假设,到 2012 年的实验验证,这一旅程花费了近 50 年,但它让我们更接近理解宇宙的基本结构。

尽管标准模型是目前最成功的物理理论,但它仍然不是终点,而是通向更深层次物理学的起点。

未来,随着更强大的对撞机和更先进的探测技术,我们或许能够揭开暗物质的秘密,甚至找到比希格斯场更基本的宇宙规律。而无论未来科学如何发展,希格斯粒子的发现都将被铭记为人类探索宇宙奥秘的一个伟大里程碑。

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评论列表
  • 2025-03-09 08:55

    ⭕️粒子对撞机能创造新物质吗?不!!只能产生一些破碎(质量亏损)。核能化石能太阳能都是释放光子/电磁粒子, photon energy and photon behavior discussions,物质包括光子本质是带电质量体都服从牛顿力学。正负光子(中微子)是电子质子撞击的破碎,强大电斥力(10^36倍引力)发射碎块到达零电势区获得真空光速,极强大电磁力平衡是稳定光子间距/波长的关键。原子内遍布真空,极小光子惯性飞行,有引力场轨道运动与逃逸折射或撞击,有斥力场散射反射等。电子质子不易获得高速,原子惯性飞行穿透材料条件也差太多。中子大冲量撞击原子核是产生光子(核能)的关键途径,电子撞核/质子撞轨道电子,冲量都太小。……加速器驱动的次临界核能可获得无穷能源,且不受现有裂变材料的局限。⭕️热量温度是光子辐射(热质说),高温体辐射更多光子吸收低温体辐射的更少光子,温度传递只能由高温体到低温体(熵增是数学,原子获得光子动能相对运动带来生命生机不是绝望)。高温体辐射更多动能光子,当然微观运动更剧烈(热动说)。无光子辐射是绝对零度/可怕,宇宙背景辐射超过且接近绝对零度,获得绝对零度极难。

  • 2025-03-09 08:57

    ⭕️⭕️天不生牛顿万古如长夜………一个有缺点的人,牛顿,站在自然哲学的巅峰,伟大的辩证归纳法。其后的哲学家都在山脚下爬,很多爬行的方向都是错的。莱布尼兹说,人类数学的一半工作是牛顿完成的。而且,牛顿让数学插上了翅膀得以进入物理现象演绎的新天地。牛顿建立了自然科学的大厦,其它人只是搞搞门窗,还有不少假说/证明的坏人总是趾高气扬地挖科学大厦的墙脚。

  • 2025-03-09 08:10

    光的本质属性就是电磁波!没有粒子性!用光的电磁感应原理能完美地解释光电效应实验。根据本人用光波的电磁感应原理解释光电效应实验可以推导出用偏振光做光电效应实验会对逸出电子方向产生影响,逸出电子的方向与入射光波包的切线方向相同,而实验证明推论完全正确!光的电磁感应原理导论1:光的波包的磁通变化率与光的频率成正比,所以光的波泡对电子的感应能力与光的频率成正比!与实验结果相符。而光子论的假设是无法解释逸出电子方向与入射光方向无关的实验事实,而且逸出电子方向可以与入射光方向相反,爱因斯坦的光子论假设是光子撞击电子产生光电效应的,按此推论逸出电子方向应该与入射光同向,而实验事实却是与入射光方向无关反而与偏振光的偏振方向有关。所有实验证明用光波包电磁感应原理解释光电效应实验才是正确的光子论是错误的,波粒两象性更是谎谬!所谓的电子双缝干涉实验我认为是电子撞击双缝产生的衍生物,我们可以用不同材质的金属材料来做双缝中间隔栅两侧也用不同的金属看还能不能产生双缝干涉现象就知道。最简单的原因光的双缝干涉实验是不怕观察的,为什么电子双缝干涉怕观察?那是因为光的双缝干涉是真正的双缝干涉电子双缝干涉是假的双缝干涉。

  • 2025-03-09 08:56

    ❌证实/证明理论是骗术:::需要证明的真理/理论是骗,号称证明真理/理论也是骗!!!真理理论作为预测未来的全称命题,证伪当然有效,证明/证实当然无效。号称证明XX论和万有引力定律,都是骗。实验只能证明具体现象是真实。 认知自然/想知道能不能趟过一条河?没有经验知识无法演绎应用,创造假说也没用,只能依靠观测归纳。所有自然规律都是对过去的归纳,未来不变,不变的原因是不知道,只能信任自然!——“相对真理”也是骗术,真理是客观存在的绝对真理,人类诞生之前月亮不运动吗??引力有没有??都是显而易见!仰望星空信任自然的地心说需要认知进化,能否定绝对真理??地心说依据的现象变了吗?没有!号称相对真理是悖论斯坦蔑视自然_欺师灭祖_搞骗的伎俩。❌❌大胆假设(规律),细心求证,都是骗术,是悖论斯坦发家(科学家)的“两头骗”!用假设猜想后脑勺肯定没用,搞1000年可解释一切稀奇的鬼故事(假说假设,不是公设假定)也真不了,牛顿自然哲学反对任何创造假说!!!无人机,潜水艇,轮子,核弹的发明创造都是由公理和观测经验大胆演绎的结果/现象,与自然复杂现象一样,真理不变现象无穷多。质能方程演绎狗屎造核弹有用吗?

  • 2025-03-09 08:10

    光子论和相对论都是谬论!目前对粒子的加速手段都是靠电场或者磁场还有万有引力,而电磁场及引力的速度就等于光速,所以目前任何物质都不可能加速到光速,因为接近光速时电磁场对其作用力就按指数级变小了!这类似于异步电动机,在没有外力作用下旋转磁场永远都不能把转子加速到同步速度,因为当转子转速越接近旋转磁场速度时,旋转磁场对转子的作用力就越小。电磁场对粒子的加速也是同样道理。并非是其质量增加了,而是电磁场对其的作用力变小了!回旋加速器加速粒子时粒子速度接近光速时磁场对其的约束力变小也是这个道理,并非是其质量增加了,而是带电粒子在高速运动时同时会产生磁场,当磁场到达一定的强度就会出现磁饱和现象,这时回旋加速器对带电粒子的约束力就会迅速变小,从而产生类似于带电粒子质量增加的假象。所以所谓的能量能转变成质量的质能方程就是谬论。

  • 2025-03-09 08:55

    ❌质能方程是一个鬼把戏!!!———能量的具体内涵是动能和势能,是物理公理规定的物理概念。物质质量是其不变的内在本质,能量(动能和势能)都是物质相互作用和相对运动变化的度量(质量不变),是变化现象。能量不是物质的本质,咋能与孤立质量等效???场无质量居然有能量?………数学(包括逻辑)都是基于物理公理的演绎,超越物理公理的数学能量理解当然是虚幻(1+1=2是自然哲学/物理公理,牛顿定义自然哲学公理作为数学原理)。………🍎🍎物质的本质是带电质量体,物质不灭,电荷守恒,电磁力与万有引力统一于物质的不变本质。能量,力,场,波等宇宙一切自然现象,都是物质/粒子相互作用相对运动的变化现象,变化现象当本质(不变现象)是思维错乱丧心病狂。号称物质是波/波是物质/物质是能量,都是搞骗。质能等效是脱离基本公理的数学虚幻,欺师灭祖&蔑视自然,祸害基本概念和认知方法。———有人知道悖论斯坦的狗屁能量内涵是啥吗???狗屎核弹方程是如何应用的???………有趣的是木星象太阳一样自发光,它们的大气也相似。木星是裂变发光还是聚变发光??木星大气中的氦和氢有没有可能是裂变反应释放的???

  • 2025-03-09 08:56

    真理都是简单的,不证自明的(不变现象)无法证明的(全称命题),可证伪/乐于辩证批判。悖论诠释号称证明(全称命题)是骗。古希腊哲学对真理的理解 —— 真理是不变的现象。水流现象千变万化是真实/不是真理。水往低处流,指南针,物质不灭,能量守恒,电荷守恒,1+1=2,绝对时空,相对速度,……都是不变的现象/真理/知道/确定性。号称人人不知的空间弯曲是真理,胡编人人可知的时间是虚幻!!是缺德笑话。科学/哲学追求确定性(知道)是生存的必须,鼓吹不确定(不知道)❌是鬼迷心窍丧心病狂。不变现象(科学)是观测归纳不是假说证明不是解释稀奇。……假说“所有天鹅都是黑的”,然后找到一只黑天鹅,就号称证明假说了??——— 所有物质100%由带电质量体/粒子构成(不变现象/本质),电子质子结合成中子,正负光子结合成中微子。……不显电性的中子,中微子,穿透材料/等离子体/微观电磁结构的能力强大,中微子极其微小,必然是穿透物质材料的惯性运动冠军。电子质子光子都带电,穿透力当然不行。——物体材料边缘亚原子尺度正负电场密集分布,带电光子电子受引力斥力作用,分裂成双缝干涉条纹,边缘衍射条纹,奇怪吗???

  • 2025-03-09 08:55

    悖论斯坦五大骗术V3: ——1.蔑视自然创造反公理假说。绝对速度,相对时空,无源场,,, ——2. 数学冒充物理,假说演绎方程,搞虚幻数学“物理”概念,破坏基本概念和认知体系。虚幻数学相对时空、数学质量、数学能量。相对速度无穷多,有高低速之分吗?光是绝对速度钉子户?力与质量有宏观微观两套规则?数学冒充物理追不上芝诺乌龟,笑死人。 ——3. 以不确定性观测精度攻击确定性引力公理,以认知进化祸害绝对真理。不变现象1+1=2是绝对真理,需要相对论修正吗?宏观电磁理论描述微观粒子电磁行为当然不行,两朵乌云和光电效应矛盾都证伪了电磁理论,骗子却借机祸害伽利略变换! ——4. 指鹿为马,指马为鹿,搞二象性,破坏观测自然同与不同的确定性,祸害认知自然的核心根基。 ——5. 无中生有的假说(鬼)解释稀奇谎称证明全称命题,且无耻于悖论,诱骗别人证明没有鬼,搞万能骗术!!………水星进动证明的大笑话:(A).号称证明全称公设是欺骗。 (B).忽视了水星电磁力等影响因素(1974地外水星探测),居然弄出高精度?活见鬼还是见活鬼?(科学求真需要批判精神,虽异常艰难但绝不应包容悖论欺骗!)

  • 2025-03-09 08:57

    “背后作者”显然是一个搞科研的读书人。搞了什么项目骗国家??还要挖空心思地祸害人民的子孙??

  • 2025-03-09 08:56

    光速不变假说见证了高超的骗术!……光速可以测量,测量速度需要参考系,参考系移动改变了测量结果不变吗??笑死人了。 ———任何全称命题证伪当然有效,证明/证实当然无效。全称命题光速不变违背相对速度自然公理,已有效证伪!!!任何数学演绎能推理出来全称命题“光速不变”吗???无论多少次实验能证明全称命题“光速不变”吗???任何实验精度能证明“光速不变”吗???光速不变只能是创造假说当然是骗。相对光速/光速变化/超越光速当然都是正常现象。 光子穿越太空的引力偏折是光速不变吗??光反射驱动光帆光速不变??相对速度变化导致多普勒效应和红移,是光速不变??光子离开黑洞速度变吗?光子进入黑洞速度(当然超越光速)也不变吗?掩盖谎言需要更多谎言!………光速常数C是电磁经验公式的一个常数,不是光速不变,地球引力常数G当前还在努力提高观测精度。———量子不确定性原理如何解释光速不变这种无限的确定性???号称场的速度是光速,地球速度显然不同,难道地球场跑掉了??

  • 2025-03-09 08:57

    孔乙己看不起牛顿经验归纳/实践出真知/短衣帮,更爱假说相对论之乎者也长衫子。假说“所有天鹅都是黑的”,找到一只黑天鹅,写论文皆大欢喜,号称证明了!假说科学不算假/读书人偷书不算偷,都是伟大的突破,物理革命!。。。 然后诠释号称应用………前天有人打了一个很响的臭屁,比蝴蝶效应还要猛。今天果然下雨获得了应用,臭屁的应用十分广泛。………为什么世界上只有三个人懂的XX论,获得了如此广泛的应用呢??诠释一切,应用也靠诠释??答案只有孔乙己知道!———演绎卫星发射控制,都是不得不去用牛顿力学,清清楚楚的,需要写论文诠释吗?

  • 2025-03-09 08:56

    ❌以太的小胆太小了???以太是波动学派的(根基)托辞遮羞布,悖论斯坦干脆厚脸皮直接骗,让波搞独立单干/和物质质量说拜拜,来个二象性指鹿为马,无源场也用上!再诠释诠释,高速低速搞区别对待,宏观微观弄成不同,质量尺寸时间都弄成可以变,能量搞成数学能量,,,还不行?绝对时空也不要了,相对运动搞成残废/让光绝对运动,相对时空更美妙可惜惯性系不同意。又不行了??什么能难住骗子呢?换个假说继续骗,搞广义的,把空间也搞弯,轨道电子不干就不管它了,物质相互力也弄点鬼,,,,用假说无中生有(🍎哈哈,我说有鬼谁能证无?)号称证明全称命题,脸厚怕啥?坚决把大胆假说革命进行彻底/1955/game over? ❌❌悖论斯坦,悖论潘多拉,终身搞骗祸害人类科学。一个终身肮脏的灵魂。

  • 2025-03-10 01:43

    能感知到的通通都含有一定的质量[点赞][点赞]

老妖不服输

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