大型强子对撞机疑发现上帝粒子(图)
大型强子对撞机疑发现上帝粒子(图)
这是一幅计算机模拟图，显示如果出现一次希格斯事件时，粒子将出现的轨迹模式
这幅图显示大型强子对撞机(LHC)紧凑型μ子螺旋型磁谱仪(CMS)仪器的数据是如何证实或排除希格斯粒
子在不同能级水平上的存在的。
紧凑型μ子螺旋型磁谱仪(CMS)仪器结构示意图，长21米，宽15米，高15米
ATLAS探测设备示意图，长46米，宽25米，高25米，确实是一台超级庞然大物
新浪科技讯北京时间7月27日消息，希格斯-波色子通常又被称为“上帝粒子”，它被认为是万物的“质量之源”，同时也是标准模型中最后一种未被发现的粒子。物理学界长期以来试图寻找它踪迹的努力皆以失败告终，因此这种行踪诡秘的神秘粒子一直让科学家们为之疯狂。不过现在，来自欧洲大型强子对撞机(LHC)的数据显示，这种一直以来毫无踪迹的“上帝粒子”可能已经被找到了。
当然在此之前一直就有这种说法，说美国芝加哥附近的费米加速器已经找到了希格斯-波色子，尽管这种说法一度平息下去，但是最近几个月又一次出现起伏，甚嚣尘上。
而这一次的消息则要靠谱的多：欧洲核子中心(CERN)大型强子对撞机(LHC)的两台希格斯粒子探测仪器在该设备产生的海量数据中同时记录到了疑似信号。尽管谨慎地说，这一信
号目前还未能清晰到足以判定此项发现，但是这至少意味着这台耗资超过100亿美元，号称是这颗星球上最庞大复杂，同时也是最昂贵的科学仪器，毕竟正在朝着正确的方向前进。
LHC项目ATLAS探测设备设计小组发言人法波拉·托内利(Fabiola Tonelli)告诉英国《卫报》记者说：“我们现在还不能下任何断言，但是毫无疑问的，这非常有趣。”而令人振奋的是，另一台探测设备：紧凑型μ子螺旋型磁谱仪(Compact Muon Solenoid,CMS)小组也同样报告了探测到疑似信号结果。
这两个小组各自独立地于周五在法国召开的欧洲物理学会议上报告了自己的结果，这一会议是物理学界最大型的粒子物理学交流平台之一。ATLAS和CMS小组一直以来都在埋头于LHC对撞设备产生的数以亿万计的数据点阵中，苦苦寻找可能显示希格斯-波色子曾短暂存在的统计学信号。
根据此次的最新分析结果，物理学标准模预言的希格斯-波色子类型可能将在大约1400亿电子伏，即140 GeV的能级上出现。
考虑到统计学上的严谨性，此次的数据结果还无法支持一项确定的科学发现报告。不过无论如何，两台设备得到这样非常类似的疑似信号是非常令人兴奋的。
来自美国费米国家实验室的粒子物理学家唐纳德·林肯(Donald Lincoln)同时也是CMS 小组成员，他说：“如果你现在去询问任何一位有名望的物理学家，他们也不能告诉你任何更多的消息，他们只会说这非常非常有趣，而我能告诉你的，就是：这确实非常非常有趣。”
但是很显然还有很多科学家对此并不信服。意大利帕多瓦大学的托马索·多里格(Tommaso Dorigo)教授也是CMS小组成员，同时还担任美国费米实验室CDF小组成员。他说他“没有看到任何和希格斯-波色子有关的疑似信号”。几乎和前面所述的相反，他认为此次LHC所使用的能级恰恰给出了理论预言的希格斯粒子最不可能出现的能级。不过大多数物理学家都同意这样一个说法，那就是有关这种神秘粒子究竟是否存在这一终极问题，物理学家们不久之后应当就能给出一个相当明确的答案。
如林肯就说：“我讨厌进行具体的预测，但是很显然，考虑到目前的表现和进度，我想希格斯粒子被证实或者被排除的时间应该就会发生在最近几个月或几年内。”
寻找希格斯-波色子
寻找希格斯-波色子是一项巨大的工程，事实上这也是当初全世界合力建造这台超大型科学设备的主要初衷。
LHC设备位于法国-瑞士边境，它拥有一个长达27公里的地下环形隧道。在这个隧道中，粒子会被加速到接近光速并迎面对撞。撞击的结果会由安装在隧道各处的各种专用探测器捕捉并进行数据分析。
这种极高能对撞会产生一些极其罕见的物质，但是它们会瞬间衰变成较为常见的亚原子粒子，但是根据仪器记录到的数据，对这些粒子的分布情况，运动方向和速度等数据进行分
析，物理学家们能够揭开一系列困扰人类的最基本问题，如宇宙诞生时的状况，暗物质的本质，以及宇宙中可能存在的其它维度。
而希格斯-波色子和它附带的希格斯场，则是所有这些困扰人类的“终极问题”中的一个。早在上世纪60年代，英国物理学家彼得·希格斯(Peter Higgs)就和其他科学家合作，预言了这种神秘粒子的存在，这种粒子被视为是自然界粒子质量的来源。
长期以来物理学家一直知道有一些组成物质的粒子具有质量，如夸克和轻子，但是也有一些粒子却没有质量，如光子。那么，究竟是什么决定了这两者的不同？
针对这个问题，希格斯和他的同事们提出了一种特殊的场，即希格斯场理论。根据这一理论，存在一种类似磁场的“希格斯场”，它对不同粒子施加不同的影响，从而形成了质量为零和质量非零的不同粒子。
在粒子物理学中，场这一概念常常会和携带力的粒子相关联，并被归入“波色子”的范畴。而和希格斯场相互作用的粒子则被称为希格斯-波色子。诺贝尔奖获得者莱恩·林德曼(Leon Lederman)为这种粒子取了一个雅号叫“上帝粒子”。这是因为这种粒子在我们对于宇宙的理解中起着核心却微妙的作用。不过希格斯本人和其他很多物理学家痛恨这个名字，因为他们认为这个名字可能会误导或激怒某些人群。
如果希格斯-波色子终于被找到，并且并证明其行为方式符合标准模型的预言，那么这将是一个历史性的时刻，证明我们长久以来对于宇宙结构的理解是正确的。但如果希格斯-波色子最终无法找到，或者即使找到，但是其行为不符合标准模型预言，那样的话将更加令人兴奋，因为那样就意味着物理学家们重新面临一个机会，回到一张白纸跟前，重新构思他们有关宇宙最根本运行模式的想法。
就现在而言，要预言这样的推倒重来究竟会对科学界或我们的日常生活产生何种影响还为时过早。但是就在大约100年前，我们的社会便经历过这样的一次颠覆性科学思维革命。当时量子理论和相对论被提出来用以解释一些观察到的，用19世纪的经典物理学无论如何也无法解释的新现象。正是那次的科学革命，改变了我们的世界，带来了从原子弹和核电站，从微波炉到激光器的各种发明。所以说，在现在这个阶段，谁能预言后标准模型时代会是怎样的一幅图景呢？
有一点需要指出，那就是发现希格斯-波色子的过程可不像是发现新大陆那样是一瞬间的狂喜，而是一个漫长而艰辛的过程。海量的数据需要分析，无数的统计学结果需要过滤，以便找出潜在隐藏的信号。
林肯形象的解说：“这就像是在一个大雾天行走于人群之中，然后你睁大眼睛，等待你在人海中认出你要找的那个人的脸的那一刻。”这可能就是21世纪物理学新发现的普遍模式：首先你会注意到一些蛛丝马迹，暗示前方将出现一种有趣的新现象，于是你需要更多的数据来确认自己的发现，最后才是恍然大悟，意识到所有这一切的时候。所以，对于这一似乎预示着曙光的结果，让我们拭目以待。(晨风)
欧洲大型强子对撞机
欧洲大型强子对撞机 ——80国科学家联手解开宇宙大爆炸之谜 工程总投资：100亿美元 工程期限：1994年——2025年 这是晨光中的“创新球”系统。这个木质球体结构最初是为瑞士展览会Expo'02建造，直径40米，高27米。 2008年9月10日上午9时36分左右（北京时间15时36分），被称为世界规模最庞大的科学工程的欧洲大型强子对撞机（Large Hadron Collider，简称LHC），在位于瑞士-法国边界的对撞机控制室正式启动。随着第一束质子束被注入，安装在地下100米深的27公里长环形隧道内的世界上最大的粒子对撞机开始运行。
大型强子对撞机（LHC）是一个国际合作的计划，最初构想从1980年首度出现，1994年开始设计建造。它由欧洲20个国家联手发起，来自80多个国家和地区的约7000名科学家和工程师参与了建设，总投资达60亿至100亿美元。作为观察国的中国参与了4个大试验的设备建造，中国科学院高能物理研究所、北京大学、清华大学、中国原子能科学研究院、中国科技大学、南京大学、山东大学、华中师范大学和华中科技大学等科研院所和高校的科研人员参加了部分实验。中国科学家可以平等地享用对撞试验产生的100%的数据。 1999年以来，中国组(中科院高能所和北京大学等高校和科研机构的科学家)承担起LHC上两个最关键的实验探测装置之一CMS端部和桶部部分u探测器阴极室和阻性板室的研制任务,目前中国组已圆满完成该任务的研究、制造、测试、安装任务,并投入到LHC试验中。 欧洲大型强子对撞机是目前世界最大的粒子加速器，它建于瑞士和法国边境地区地下100米深处的环形隧道中，隧道全长26.659公里。隧道本身直径三米，位于同一平面上，并贯穿瑞士与法国边境，主要的部份大半位于法国，走完全程要花４个多小时。你可以将百慕大、摩纳哥和４个梵蒂冈塞进它所占的区域内。隧道内将维持在-271℃的极低温。这一温度将会出现超导现象，使得粒子在管道中几乎不受任何阻力，以至接近光速。对撞机从2003年开始建造，整个工程耗去54.6亿美元。 在一项长达10小时的实验中，粒子束的运行距离可能超过100亿公里(60亿英里)，足以在地球与海王星之间做个往返。在达到最大强度时，每一个粒子束拥有的能量相当于一辆以每小时1600公里(1000英里)行进的汽车。大型强子对撞机将消耗120兆瓦电量，相当于日内瓦所有家庭的用电量。 科学家希望，能够在对撞机前所未有的对撞能量帮助下，制造“迷你版”宇宙大爆炸之后的瞬间状况，探秘“希格斯玻色子”(Higgs boson)，“暗物质”，“暗能量”等其他未解之谜。希格斯玻色子以英国物理学家彼得·希格斯名字命名，他在44年前提出，希格斯玻色子是物质的质量之源以及电子和夸克等形成质量的基础，这种粒子给其他粒子赋予了质量，但它一直未被发现。 这台吸引了全世界物理学家目光的“巨无霸”原计划于8月份开动，但由于北京奥运会的热度，所有的电视频道都被占用，而LHC的科学家希望能够向全世界进行现场直播启动仪式，以展现现代物理学对当代社会的重要作用，因此推迟到了今天。
CERN或发现两个上帝粒子 将彻底改变物理学
CERN或发现两个上帝粒子将彻底改变物理学 双重读数：CERN提供的图表中蓝色的图显示了1235亿电子伏特信号，而红色图表显示1265亿电子伏特信号。该发现被大型强子对撞机的物理学家进一步证实。 英国每日邮报报道，今年夏天科学家宣称他们可能发现了希格斯玻色子，也即上帝粒子。而最近，研究这些数据的科学家称他们发现的可能是两种未知的粒子。欧洲核子研究组织(CERN)进行的超环面仪器实验的最新结果显示，最终数据包含两个清晰的峰值，这暗示着新粒子的存在。科学家似乎发现了一个带有特定质量的希格斯玻色子，以及另一个从统计学角度称质量稍微更大的粒子。 1964年科学家首次提出希格斯玻色子是标准模型中最后缺失的一部分，该模型是被广泛接受的描述宇宙基本构建单元的理论。根据该理论模型，希格斯玻色子必须存在从而赋予其它基本粒子质量。然而，在能够建造类似大型强子对撞机这样的高性能对撞机之前，这种粒子几乎无法检测到。
大型强子对撞机中粒子相互撞击的图示：科学家希望借此能够最终证明物理学标准模型。 CERN的研究学者今年7月宣布他们认为他们的实验最终发现了希格斯玻色子。然而科普杂志《科学美国人》解释，他们的发现还并不完全确定。科学家发现的希格斯玻色子似乎正在以远比他们预期更为频繁的频率衰变成两个光子——这 暗示着这背后存在一种新的但却之前没有设想到的物理学。 上周，参与该项目超环面仪器实验的科学家最终承认了他们获得数据的怪异暗示——似乎存在的不是一个希格斯玻色子，而是两个。实验发现存在一个质量为123.5千兆电子伏特（粒子物理学家用于测量质量的单位）的希格斯玻色子，以及第二个质量为126.6千兆电子伏特的希格斯玻色子。 《科学美国人》报告描述了超环面仪器实验的科学家小组在过去的一个月是如何试图找出他们在分析中是否犯了任何 错误。而到目前为止一无所获，这就暗示着一种可能性，也即的确可能存在两个希格斯玻色子。 这种异常结果可能是由统计标志造成的，随着进一步数据的收集可能不会再重复出现。但可以肯定的是，存在标准模型
大型强子对撞机疑发现上帝粒子(图)
大型强子对撞机疑发现上帝粒子(图) 这是一幅计算机模拟图，显示如果出现一次希格斯事件时，粒子将出现的轨迹模式 这幅图显示大型强子对撞机(LHC)紧凑型μ子螺旋型磁谱仪(CMS)仪器的数据是如何证实或排除希格斯粒 子在不同能级水平上的存在的。
紧凑型μ子螺旋型磁谱仪(CMS)仪器结构示意图，长21米，宽15米，高15米 ATLAS探测设备示意图，长46米，宽25米，高25米，确实是一台超级庞然大物 新浪科技讯北京时间7月27日消息，希格斯-波色子通常又被称为“上帝粒子”，它被认为是万物的“质量之源”，同时也是标准模型中最后一种未被发现的粒子。物理学界长期以来试图寻找它踪迹的努力皆以失败告终，因此这种行踪诡秘的神秘粒子一直让科学家们为之疯狂。不过现在，来自欧洲大型强子对撞机(LHC)的数据显示，这种一直以来毫无踪迹的“上帝粒子”可能已经被找到了。 当然在此之前一直就有这种说法，说美国芝加哥附近的费米加速器已经找到了希格斯-波色子，尽管这种说法一度平息下去，但是最近几个月又一次出现起伏，甚嚣尘上。 而这一次的消息则要靠谱的多：欧洲核子中心(CERN)大型强子对撞机(LHC)的两台希格斯粒子探测仪器在该设备产生的海量数据中同时记录到了疑似信号。尽管谨慎地说，这一信
号目前还未能清晰到足以判定此项发现，但是这至少意味着这台耗资超过100亿美元，号称是这颗星球上最庞大复杂，同时也是最昂贵的科学仪器，毕竟正在朝着正确的方向前进。 LHC项目ATLAS探测设备设计小组发言人法波拉·托内利(Fabiola Tonelli)告诉英国《卫报》记者说：“我们现在还不能下任何断言，但是毫无疑问的，这非常有趣。”而令人振奋的是，另一台探测设备：紧凑型μ子螺旋型磁谱仪(Compact Muon Solenoid,CMS)小组也同样报告了探测到疑似信号结果。 这两个小组各自独立地于周五在法国召开的欧洲物理学会议上报告了自己的结果，这一会议是物理学界最大型的粒子物理学交流平台之一。ATLAS和CMS小组一直以来都在埋头于LHC对撞设备产生的数以亿万计的数据点阵中，苦苦寻找可能显示希格斯-波色子曾短暂存在的统计学信号。 根据此次的最新分析结果，物理学标准模预言的希格斯-波色子类型可能将在大约1400亿电子伏，即140 GeV的能级上出现。 考虑到统计学上的严谨性，此次的数据结果还无法支持一项确定的科学发现报告。不过无论如何，两台设备得到这样非常类似的疑似信号是非常令人兴奋的。 来自美国费米国家实验室的粒子物理学家唐纳德·林肯(Donald Lincoln)同时也是CMS 小组成员，他说：“如果你现在去询问任何一位有名望的物理学家，他们也不能告诉你任何更多的消息，他们只会说这非常非常有趣，而我能告诉你的，就是：这确实非常非常有趣。” 但是很显然还有很多科学家对此并不信服。意大利帕多瓦大学的托马索·多里格(Tommaso Dorigo)教授也是CMS小组成员，同时还担任美国费米实验室CDF小组成员。他说他“没有看到任何和希格斯-波色子有关的疑似信号”。几乎和前面所述的相反，他认为此次LHC所使用的能级恰恰给出了理论预言的希格斯粒子最不可能出现的能级。不过大多数物理学家都同意这样一个说法，那就是有关这种神秘粒子究竟是否存在这一终极问题，物理学家们不久之后应当就能给出一个相当明确的答案。 如林肯就说：“我讨厌进行具体的预测，但是很显然，考虑到目前的表现和进度，我想希格斯粒子被证实或者被排除的时间应该就会发生在最近几个月或几年内。” 寻找希格斯-波色子 寻找希格斯-波色子是一项巨大的工程，事实上这也是当初全世界合力建造这台超大型科学设备的主要初衷。 LHC设备位于法国-瑞士边境，它拥有一个长达27公里的地下环形隧道。在这个隧道中，粒子会被加速到接近光速并迎面对撞。撞击的结果会由安装在隧道各处的各种专用探测器捕捉并进行数据分析。 这种极高能对撞会产生一些极其罕见的物质，但是它们会瞬间衰变成较为常见的亚原子粒子，但是根据仪器记录到的数据，对这些粒子的分布情况，运动方向和速度等数据进行分
希格斯玻色子解读
希格斯说希格斯玻色子将很快被发现 据新华社日内瓦2008年4月12日电在40多年前预言了希格斯玻色子存在的英国物理学家彼得·希格斯，日前在参观欧洲核子研究中心的大型强子对撞机（LHC）时对媒体说：“几乎可以确定，很快就可以发现希格斯玻色子。” 希格斯玻色子被认为是物质的质量之源，它是“标准模型”这一粒子物理学理论中最后一种未被证实的粒子，但是它的存在却是整个“标准模型”的基石。 因此，它被称为粒子物理学的“圣杯”，也被称为“上帝粒子”，充满了神秘色彩。 自从希格斯预言这一粒子存在以来，科学家们就一直试图在实验中发现该粒子从而证实其存在，但至今所有努力均告失败。 于2003年开始兴建的欧洲大型强子对撞机位于法国和瑞士边境地区地下100米深、约27公里长的环形隧道中，耗资总计约20亿美元，预计将于今年6月正式开始运行。届时，它将凭借能使单束粒子流能量达到7万亿电子伏特而成为世界上能级最高的对撞机。科学家普遍期望在这一对撞机的帮助下，能够在前所未有的对撞能量下取得包括发现希格斯玻色子在内的新发现。 不过希格斯认为，发现希格斯玻色子未必一定需要大型强子对撞机的帮助。他说，迄今已运行多年的美国费米实验室的万亿电子伏特加速器（Tevatron）可能已经获得了希格斯玻色子存在的数据，“这是可能的……希格斯玻色子的身影可能已存在于他们获得的数据中了，只是还没有从数据分析中找到而已”。 新闻资料 粒子物理学的“圣杯”——希格斯玻色子 人们早已发现，自然界中物体之间千差万别的相互作用，可以简单划分为4种力：即引力、电磁力、维持原子核的强作用力和产生放射衰变的弱作用力。在爱因斯坦的相对论解决了重力问题后，人们开始尝试建立一个统一的模型，以期解释通过后3种力相互作用的所有粒子。 经过长期研究和探索，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（构成物质的亚原子结构）分成3大类：夸克、轻子与玻色子。“标准模型”的出现，使得各种粒子如万鸟归林般拥有了一个共同的“家园”。但是这一“家园”有个致命缺陷，那就是该模型无法解释物质质量的来源。 为了修补上述理论大厦的缺陷，英国科学家彼得·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“海洋”中游弋，受其作用而产生惯性，最终才有了质量。尔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，构筑成大千世界。 “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。因此，寻找该粒子，被比喻为寻找粒子物理学领域的“圣杯”。
如何正确理解他心中的神和上帝
如何正确理解他心中的神和上帝 斯宾诺莎是位荷兰籍的犹太人，出生在阿姆斯特丹，父母也是犹太人。 1656年，斯宾诺莎被犹太公会冠以宣扬自由思想之罪驱逐，犹太公会认为他的一些观点侮辱了基督教政府当局。至此，斯宾诺莎远离朋友圈，一生中大部分时间都过着隐居生活，偶尔用书信和同时代的一些伟大思想家们保持联系。他靠磨光学镜片维持生活。磨镜片吸入的灰尘加重了他的肺病，使他英年早逝。 斯宾诺莎是西方哲学史上公认的三大理性主义者之一，与笛卡尔、莱布尼茨齐名。斯宾诺莎是位一元论者，更严格说他是一位理性泛神论者，他的政治和宗教著作《神学政治论》开启了批判圣经之先河。 那么斯宾诺莎为何要批判圣经呢？他眼中的神和上帝与基督教中的神和上帝有何不同呢？今天咱们就来深度探讨下。 在斯宾诺莎的理论中，神不仅是必然存在的，而且是万物存在的总源头，万物都被神决定。按理说，这个理论应该很合宗教的口味才对，但实际上，斯宾诺莎本人长期受到天主教、东正教、新教、犹太教等各类宗教的打击和迫害，这是为什么呢？原因就在于斯宾诺莎口中的“神”完全颠覆了基督教里的神。
1，斯宾诺莎的神 斯宾诺莎认为，那些没有理性的人最容易迷信，从而相信宗教里的神！这些人对于周围所发生的事，不愿究其原因，只愿明其目的，停留在知其然不知其所以然的初级认识阶段。对于一件事情，如果以他们有限的知识能解释明白，他们就会很高兴，如果解释不通，他们就只好凭主观猜测，以己之心，度物之心。 在很多事情解释不通时，人们就把它们归到了神身上，他们膜拜神，迷信神，竟至于用神来解释所有的现象，比如哪个人突发疾病死了，他就说那是因为不敬神，哪个人发达了，就算这个人没做过一点好事，他也会解释说是前世修来的福。 如果我们用哲学中的思辨和逻辑来看的话，这种解释真的是漏洞百出，不合情理，但是沉迷于信神论的人会说，说“不要用人的智慧去试图揣测神”，但在斯宾诺莎看来，这神从根本上来讲就是人们自己揣测出来的。 斯宾诺莎一方面批判“神”，一方面又说“神是必然存在的”，这里并不矛盾，因为他给神下了一个新的定义。具体如何定义神呢？请接着往下看： 斯宾诺莎认为，神是绝对无限的存在，亦即具有无限多属性的实体，其中每一属性各表示永恒无限的本质。实体存在：我理解为在自身内并通过自身而被认识的东西。属性：我理解为由知性看来是构成实体的本质的东西。
“上帝粒子”对人类意味着什么
“上帝粒子”对人类意味着什么 科学家宣布发现“上帝粒子”的存在意味着，科学家解释世界的一种假说将有可能得到证实。 要理解“上帝粒子”，不妨回忆一下牛顿发现万有引力定律的故事。尽管研究人员已经证明，苹果并没有砸中牛顿脑袋，但是牛顿却看见了一个苹果掉了下来。牛顿思考的是，为什么苹果会垂直地掉到地上？一定是有什么在拉它，比如是地球的引力在拉它。而地球拉苹果说明苹果是有质量的。 那么，物体的质量从何而来？在牛顿故去后的400年，英国爱丁堡大学物理学家希格斯猜想：有一种粒子赋予其他粒子质量。他于1964年提出，在137亿年前的大爆炸中，希格斯粒子使物质得到质量，万有引力则将质量变成重量，使恒星和行星都得以诞生，最终孕育生命。如此，也解释了为何苹果会掉到地上。 “上帝粒子”只不过是科学家用以解释世界的一种理论或假说。过去，科学家已经指出，支配物质运动的不仅仅有我们日常生活中能够感受到的重力和电磁力，还有我们日常生活中无法感受的“强力”和“弱力”。 20世纪60年代，物理学家们构造出了一个标准模型来解释世界，标准模型主要描述了强力、弱力及电磁力这三种基本力以及所有基本粒子的构成机制。标准模型预言有61个基本粒子，其中有60个都已经得到了实验数据的支持与验证，现在人们也已听到最后的一个基本粒子——希格斯粒子的脚步声。 如果发现或找到了这种粒子，那就意味着质量是物质与希格斯粒子的相互作用的结果。但是，即便科学家找到了“上帝粒子”也并不意味着世界获得圆满解释。因为科学家说，组成我们生活的世界是由物质和暗物质构成的，而标准模型只能解释4%的宇宙，占宇宙质量96%的暗物质仍然得不到解释。 当然，如果现在科学家听到的“脚步声”并非希格斯粒子的声音，那么，解释世界就可能会有另外的假说，而且这样的假说也未必不能解释世界。例如，在太空，苹果是不会掉下的，只是在空间飘浮。这或许与希格斯粒子无关。宇宙和我们生存的世界一直存在，只是科学家们现在尚无法圆满解释这个世界而已。
高考物理带电粒子在复合场中的运动解题技巧(超强)及练习题
一、带电粒子在复合场中的运动专项训练 1．下图为某种离子加速器的设计方案.两个半圆形金属盒内存在相同的垂直于纸面向外的匀强磁场.其中MN 和M N ''是间距为h 的两平行极板，其上分别有正对的两个小孔O 和 O '，O N ON d ''==，P 为靶点，O P kd '=（k 为大于1的整数）。极板间存在方向向上的匀强电场，两极板间电压为U 。质量为m 、带电量为q 的正离子从O 点由静止开始加 速，经O '进入磁场区域.当离子打到极板上O N ''区域（含N '点）或外壳上时将会被吸收。两虚线之间的区域无电场和磁场存在，离子可匀速穿过。忽略相对论效应和离子所受的重力。求： （1）离子经过电场仅加速一次后能打到P 点所需的磁感应强度大小； （2）能使离子打到P 点的磁感应强度的所有可能值； （3）打到P 点的能量最大的离子在磁场中运动的时间和在电场中运动的时间。 【来源】2015年全国普通高等学校招生统一考试物理（重庆卷带解析) 【答案】（1）22qUm B = （2）22nqUm B =，2 (1,2,3,,1)n k =-L （3） 22 22(1)t qum k -磁，2 2(1)=k m t h qU -电 【解析】 【分析】 带电粒子在电场和磁场中的运动、牛顿第二定律、运动学公式。 【详解】 （1）离子经电场加速，由动能定理： 2 12 qU mv = 可得2qU v m = 磁场中做匀速圆周运动：
2 v qvB m r = 刚好打在P 点，轨迹为半圆，由几何关系可知： 2 kd r = 联立解得B = ； （2）若磁感应强度较大，设离子经过一次加速后若速度较小，圆周运动半径较小，不能直接打在P 点，而做圆周运动到达N '右端，再匀速直线到下端磁场，将重新回到O 点重新加速，直到打在P 点。设共加速了n 次，有： 212 n nqU mv = 2n n n v qv B m r = 且： 2 n kd r = 解得：B = ， 要求离子第一次加速后不能打在板上，有 12 d r > 且： 2112 qU mv = 2 111 v qv B m r = 解得：2n k <， 故加速次数n 为正整数最大取21n k =- 即： B = 2(1,2,3,,1)n k =-L ； （3）加速次数最多的离子速度最大，取21n k =-，离子在磁场中做n -1个完整的匀速圆周运动和半个圆周打到P 点。 由匀速圆周运动： 22r m T v qB ππ= =
人教版物理高二选修3-4 15.1相对论的诞生同步练习(I)卷新版
人教版物理高二选修3-4 15.1相对论的诞生同步练习（I）卷新版 姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、多选题 (共14题；共37分) 1. （3分）(2020·泰州模拟) 下述说法正确的有（） A . 将单摆从地球表面移到距地面高度等于地球半径R处的宇宙飞船中，摆动周期变为地球表面周期的2倍 B . 伦琴射线实际上是波长比可见光更短的电磁波 C . 全息照片往往用激光来拍摄，主要是利用了激光的相干性 D . 狭义相对论认为，在一切参考系中，物理规律都相同 【考点】 2. （2分） (2019高三上·扬州月考) 下列说法中正确的是（） A . 光的偏振现象证明了光波是纵波 B . 雷达是利用超声波来测定物体位置的设备 C . 在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹，这是光的干涉现象 D . 考虑相对论效应，一条沿自身长度方向运动的杆其长度总比杆静止时的长度长 【考点】 3. （3分）(2020·江苏模拟) 下列说法正确的是（） A . 真空中的光速在不同惯性参考系中都是相同的 B . 质点做简谐运动时，若位移为负值，加速度一定为正值，速度一定也为正值 C . 不同色光通过三棱镜，频率越大，折射率越小，偏折角度就越小
D . 医学上用激光做“光刀”来进行手术，主要是利用了激光的亮度高、能量大的特点 【考点】 4. （2分） (2019高二下·乾安月考) 下列说法中正确的是（） A . 光速不变原理指出光在真空中传播速度在不同惯性参考系中都是不同的 B . 变化的电场一定产生变化的磁场，变化的磁场一定产生变化的电场 C . 在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变宽 D . 声源与观察者相对靠近时，观察者所接收的频率大于声源振动的频率 【考点】 5. （3分）(2019·海拉尔模拟) 下列说法正确的是（） A . 太阳辐射的能量大部分集中在可见光及附近的区域 B . 两列机械波在同一介质中相遇，波长相同一定能获得稳定的干涉图案 C . 狭义相对论的第一个基本假设：力学规律在任何惯性系中都是相同的 D . 分别用紫光和绿光为光源用同一装置做单缝衍射实验，前者中央亮纹较宽 E . 电视机显像管里的电子枪发射电子束的强弱受图像信号的控制 【考点】 6. （3分）(2019·成都模拟) 下列说法正确的是（） A . 不管系统的固有频率如何，它做受迫振动的频率总等于周期性驱动力的频率，与系统的固有频率无关 B . 游泳时耳朵在水中听到的音乐与在岸上听到的是一样的，说明机械波从一种介质进入另一种介质，频率并不改变
上帝粒子”亮相,万物从此“有”了重量
上帝粒子”亮相，万物从此“有”了重量 CMS巨型探测器的一部分，这是欧洲大型强子对撞机找到希格斯玻色子的主要设备之一。(资料图片) 粒子物理学中标准模型含有62种基本粒子，这是最后一种未被发现的粒子，也是最难找的，同时也是需要极高能量才 ... CMS巨型探测器的一部分，这是欧洲大型强子对撞机找到希格斯玻色子的主要设备之一。(资料图片) 粒子物理学中标准模型含有62种基本粒子，这是最后一种未被发现的粒子，也是最难找的，同时也是需要极高能量才能寻找到的。 2012年7月4日是科学史上很值得纪念的一天，C ERN(欧洲核子研究中心)召开了新闻发布会，在会上科学家们宣布发现了一种新的粒子，目前观测到的是，一个新的粒子衰变到两个光子的信号，以及其它的辅助信号强有力地支持了看到的新粒子就是希格斯粒子，有95%的可能性，但还未完全确认，要完全确认是希格斯玻色子还得继续等待。 科学家一直在寻找万物的质量来源 L H C大型强子对撞机的超导环场探测器实验(以下简称“A T L A S”)与紧凑μ子线圈实验(以下简称“C M S”)团队
公布的初步实验结果显示，在1 2 5 -126G eV的质量区间内存在一种新的粒子，置信度均达5个sigm a。在粒子物理学中，5个sigm a被认为是作为一项发现的门槛，这几乎就意味着有99.9999%的把握。这里一个G eV是10亿电子伏特，一个质子的质量大约就是0.938G eV。许多理论物理学家认为，这个新粒子就是传说中的上帝粒子，赋予各种基本粒子以质量的希格斯玻色子。这就是我们寻常所见万物的质量来源。 希格斯本人也出席了发布会，他流泪了，从1964年提出希格斯机制到今天，整整48年了，他都83岁了，盼这一天将近半个世纪，许多在场的老科学家也流泪了。20多年的寻找，近百亿美元的投入，成千上万人的参与，就是为了这一天，科学家的激动可以理解。 这是物理学界过去将近30年中最重大的发现。因为，这意味着现代物理学的基石稳固了。粒子物理学中标准模型含有62种基本粒子，这是最后一种未被发现的粒子，也是最难找的，同时也是需要极高能量才能寻找到道。有科学家说，今天，我们见证了历史时刻。 什么是希格斯玻色子？它究竟有多重要？ 什么是希格斯玻色子？它究竟有多重要？为什么要投 入那么多的人才、金钱、时间、精力去找它？ 还是先来看看现代物理学中的一些基本概念，否则很难
强子对撞所释放的能量
一旦LHC开始运行，将产生出能量极为强大的质子束流。约有7000块磁铁被液态氦冷却到绝对温度－273K。维持在超导状态运行，引导并聚焦着两个质子束流。质子束流的速度可达光速的 99.9999991%。每个质子携带的能量将达到7万亿电子伏特，相当于质子静止质量所含能量的7000倍（参照爱因斯坦质能转换公式E = mc2）。目前最高能量记录保持者，是美国费米从事的实验室，达到万亿电子伏特正负质子对撞机。而大型强子对撞器所产生的质子能量，将是费米记录的7倍。而且根据设计参数，其产生的束流强度（也称亮度），将是万亿电子伏特正负质子对撞机束流的40倍。当它以最高能量状态满负荷运转时，在巨型圆环中绕行的所有粒子携带的总能量，大约相当于900辆时速100公里的小轿车所具有的总动能。 LHC不仅是世界上功能最强大的粒子加速器，也是世界上规模最大的机器，人力、物力投资和预期的科研成果，都跻身于“超大型科学实验”排行首位。LHC的研发，使一向低调的欧洲粒子物理研究中心备受关注：如此大型的实验机器，其意义究竟何在？用斯蒂芬－霍金的话来回答：“这项试验将宣布物理学上一个新的黄金时代即将到来。” 物理学家希望借由加速器对撞机来帮助他们解答下列的问题：（1）当重子的质量被更精确的测量时，标准模型是否仍然成立的？（2）粒子是否有相对应的超对称(SUSY)粒子存在？（3）为何物质与反物质是不对称的？（4）有更高维度的空间存在吗？（5）我们可以见到这启发弦论的现象吗？（6）宇宙有96%的质量是目前天文学上无
法观测到的，这些到底是什么？（7）为何重力比起其他三个基本作用力(电磁力，强作用力，弱作用力)差了这么多个数量级？ 型强子对撞机（LHC），要让两束运动方向相反的粒子流，进行正面加速后猛烈碰撞。其碰撞所释放的能量相当于一辆重400吨的火车，以每小时200公里的速度前进时所具有的能量。质子彼此撞击能产生出14万亿电子伏特的高能粒子，相当于费米纪录的7倍。
基本粒子的定义与分类
基本粒子的定义与分类 基本粒子的定义与分类 （1）基本粒子的定义及其变化 基本粒子是指人们认知的构成物质的最小、最基本的单位。但是因为物理学的不断发展，人类对物质构成的认知逐渐深入，因此基本粒子的定义随时间也是有所变化的。 目前在粒子物理学中，标准模型理论认为的基本粒子可以分为夸克（quark）、轻子（lepton）、规范玻色子（boson）和希格斯粒子四大类。标准模型理论之外也有理论认为可能存在质量非常大的超粒子。 传统上（20世纪前、中期）的基本粒子是指质子、中子、电子、光子和各种介子，这是当时人类所能探测的最小粒子。而现代物理学发现质子、中子、介子都是由更加基本的夸克和胶子（gluon）构成。同时人类也发现了性质和电子类似的一系列轻子，还有性质和光子、胶子类似的一系列规范玻色子。这些是现代的物理学所理解的基本粒子。 （2）基本粒子的分类 费米子：基本费米子分为两类：夸克和轻子。 夸克：目前的实验显示共存在6种夸克，其中包括它们各自
的反粒子。这6种夸克又可分为3“代”。它们是： 第一代：u（上夸克）d（下夸克） 第二代：s（奇异夸克）c（魅夸克） 第三代：b（底夸克）t（顶夸克） 它们的质量关系是。另外值得指出的是，他们之所以未能被早期的科学家发现，原因是夸克决不会单独存在（顶夸克例外，但是顶夸克太重了而衰变又太快，早期的实验无法制造）。他们总是成对的构成介子，或者3个一起构成质子和中子这一类的重子。这种现象称为夸克禁闭理论。这就是为什么早期科学家误以为介子和重子是基本粒子。 轻子：共存在6种轻子与它们各自的反粒子。其中3种是电子和与它性质相似的子和子。而这三种各有一个相伴的中微子。他们也可以分为三代： 第一代：e（电子）、（电中微子） 第二代：（μ子）、（μ中微子） 第三代：（τ子）（τ中微子） 玻色子：玻色子是依随玻色-爱因斯坦统计，自旋为整数的粒子。 规范玻色子，这是一类在粒子之间起媒介作用、传递相互作用的粒子。之所以它们称为“规范玻色子”，是因为它们与基本粒子的理论杨-米尔斯规范场理论有很密切的关系。
玄天上帝灵签解
玄天上帝灵签解 第一签;宋太祖登基;上上之卦《吉胜无疑之兆》飞龙变化《猴》 诗曰;一箭射红心,人人说好音,日长鸡唱午,真火炼真金, 家宅;三阳交泰转洪钓,瑞气盈门百事新,岁秽时丰财禄旺,又添人口许亲,吉宅人口之卦可得喜气,但防夏月疾难就是非涉财火厄,皆因厝前受杀冲伤,吓佛祖令旗安门上祭化又嫌水道不美,有利宜修整,则居住平安〉 岁君;飞龙变化喜逢时,此日升腾果遂期,某望求财皆得利,求官进职更无疑, 生意;春月生意欲失财,夏月财利丝丝来,待到秋冬两季节,壮胆经营利路开, 《五,八,十一月返利可得厚财》 谋望;冲霄志气上心头,君子安宁久困穷,岁稔时丰财禄旺,万人头上逞英雄,《谋事初时有阻隔,心虽思成,但不随意宜用心窍刻苦谋之,无急迫到底可成也》 婚姻;世间天理定婚姻,天配如何误世人,人若自知天理合,何须着意问天神,《婚姻成之,就是天配良缘,不用问神自能情投意与,白头皆老》 出外;一事初有阻隔,但须立胆智交三,五,八月往外有贵人扶助名利双全！开铺;开铺签文叶吉,各事宜小心,可以成功,君若才能高超于五,八,十一月起可得厚财也, 合伙;之伙多人多福,各人宜同心同德协力,刻苦经营可得厚财利也！ 求财;正财初时有些跋涉,宜立胆志向前交三,五,八月返运可得大财利,偏财须大胆谨慎,忍口舌则得之！
第二签;薛仁贵困白虎关〈羊〉平安之卦,循而复吉之兆 诗曰;入户须防狗,登山遇虎狼,西施身不洁,人被四围藏, 家宅;久淹漏屋欲更新,怎奈伊家欠福神,不但忧惊并怪梦,更添人口及阴人,〈吉宅人口有喜可得,但防四,七,九月灾疾就是非失财,吓佛祖保佑平安,外嫌祖山不顺,内就是灶君不美,有利宜修整,先人伯叔祖香灯查明奉拜〉 岁君;虎出山林惊动民,乡民见了却忧疑,虽然不就是伤人物,亦就是虚惊事可知, 谋望;不凭天理强支持,妄做胡为岂可基,君子虽贫终身道,莫教失计受人欺,〈混杂谋事,不凭天理,定生就是非口舌,若要事成宜从正道,以免就是非〉 婚姻;自观相见好容仪,谁想中间一点非,不就是婚姻休作对,不如撤手且由伊,〈婚姻有阻隔,对方虽为美丽,当非就是百年姻缘,不可强行成婚恐生就是非〉 生意;白虎凶星当头开,要防阻失惊险来,正材可取偏财失,求神保佑能得财,〈白虎星当头恐防小人波累,三,六,九月阻隔,宜细心防避,从正道财得可安〉 开铺;卜开铺之卦应防小人累劫,惊阻凡事宜小心注意,宜请佛祖令旗安门上化吉保平安〉 合伙;之卦有利可得,但不宜贪心偏心,应忍口舌则免亏本散伙, 求财;正财库取利,恐防小人耗劫宜从正道经营,谨慎工作,切勿与人代耽银项,则财得之安稳偏财不可取,取之危险
2、希格斯机制的由来知识讲解
2、希格斯机制的由来
2、希格斯机制的由来 对称是美的，完美的对称只有唯一的一种相互作用，世界也就变得单调而乏味。标准模型包含费米子及玻色子两类-费米子为拥有半整数的自旋并遵守泡利不兼容原理（这原理指出没有相同的费米子能占有同样的量子态）的粒子；玻色子则拥有整数自旋而并不遵守泡利不兼容原理。简单地说，费米子组成物质的粒子，而玻色子负责传递各种作用力。电弱统一理论与量子色动力学在标准模型中合并为一。这些理论都基于规范场论，即把费米子跟玻色子配对起来，以描述费米子之间的力。由于每组中介玻色子的拉格朗日函数在规范变换中都不变，所以这些中介玻色子就被称为“规范玻色子”。标准模型所包含的玻色子有：负责传递电磁力的光子；负责传递弱核力的W及Z玻色子；负责传递强核力的8种胶子。希格斯子也是一种玻色子，然而它与上述这些规范玻色子不同，希格斯粒子负责引导规范变换中的对称性自发破缺，是惯性质量的来源，因此并不是规范玻色子。在研究过程中，杨-米尔斯方法无论应用到弱还是强相互作用中所遇到的主要障碍就是质量问题，由于规范理论规范对称性禁止规范玻色子带有任何质量，然而这一禁忌却与实验中的观测不相符合，如果不能解决质量问题，将使得整个研究失去基础。一开始人们试图通过自发对称破缺机制，即打破规范理论中对拉氏量对称性的严格要求，使得物理真空中的拉氏量不再满足这种对称性，然而到了1962年，每一个自发对称性破缺都被证明必定伴随着一个无质量无自旋粒子，这无疑也是不可能的。当1995年3月2日，美国费米实验室向全世界宣布他们发现了顶夸克时，一套称之为标准模型的粒子物理学模型所预言的61个基本粒子中的60个都已经得到了实验数据的支持与验证，看上去标准模型马上就要获得决定性的胜利，对物质微观结构的
2013年度十大科技事件
2013年度十大科技事件 果壳科技评论今天15:40 2013年，科技一如既往以前所未有的速度向前发展。在这一年中，关于世界的本源，科学家们又多了一些认识，他们看见了化学键，确认了“上帝粒子”，也帮助人类更新了对自身的认识——对人体肠道菌群作用的发现开启了研究的新方向；这一年，美女宇航员王亚平在太空中给我们上了课，中国科学家们给月球发射了嫦娥和玉兔，宇宙也给地球送来了陨石；人造肉制造的汉堡、链接大脑、克隆胚胎干细胞，在科技活跃的同时，对科研伦理和技术专利的讨论也同样激烈。这一年充满了创新和突破，也有很多灾难和波折，在这许许多多的科技事件中筛选取舍，确实很难。 在2013年结束之际，果壳网主题站选择了10大科技事件及突破；是它们定义了这一年科学走过的足迹，是它们令我们的世界和人类的知识往前拓展。 Top 10. 人工耳和人造肉饼开启新的“人造时代“
［上］荷兰科学家马克·博斯特（Mark Post）向媒体展示人造肉汉堡。［下］肉饼使用了由干细胞培育而来的2万条肌肉纤维。图片来源：David Parry/EPA/TheGuardian 人类在地球上出现不过几百万年，但我们早已具备牵动地球的力量。2013年，“人造”的规模和意义又一次被重新定义。2月20日，康奈尔大学的研究者声明，用胶原蛋白和耳细胞造出了活的人工耳；与其他人工耳不同的是，这是使用3D 打印技术创造的，更自然、更便于使用。8月2日，荷兰研究者利用干细胞培养出的肉纤维，做出了第一个完全诞生于培养皿的人造肉饼。这个价值37万元的
肉饼后来被做成了汉堡，虽然因为缺乏脂肪而不那么好吃，但这项技术可能在遥远的未来导致畜牧业的终结。在3D打印和组织培养技术的今天，我们正在愈发模糊“天然”和“人工”的界限。 【相关报道】 ?谁知盘中餐，或是人造肉？ ?人造树叶的未来：污水+阳光=能量 ?美国的“人造鸡蛋”到底是个啥？ Top 9. 原子力显微镜，给化学键一张“素颜照” 中国科学家经过修改的非接触式原子力显微镜（AFM）首次将氢键可视化。图片来源：https://www.360docs.net/doc/3014447366.html,
暗物质的发现比上帝粒子更重要
暗物质的发现比上帝粒子更重要 什么是暗物质？它的发现将有什么重要意义？与“上帝粒子”的发现相比，暗物质发现更重要吗？ 暗物质与暗能量是一回事情吗？ 暗物质有点像物质粒子，只是不发光而已；暗能量根本就不是粒子。暗能量这个概念相对年轻些，形成只有10年。暗物质这个概念就很老了，可以追溯到1933年，那一年天文学家Zwicky发现一个星系团中的星系速度比预期的要大，根据牛顿万有引力定律，意味着星系之间还有很多我们没有看到的物质，当时叫丢失了的物质。 黑洞是暗物质吗？ 黑洞与死掉的恒星都是存在的，但是天文学家通过观测，通过微引力透镜的手段观测到，所有死掉的恒星和黑洞，它们的质量加起来，不足以解释暗物质。因为暗物质占宇宙质量的25%（外电报道称是23%），恒星和黑洞质量加起来远远不到这个量。 人会被一堵墙挡住，太空飞船在太空飞行时会被暗物质挡住吗？ 不会。暗物质为什么会有那么大的质量呢？暗物质跟普通物质的相互作用很弱，但这并不代表没有质量。暗物质与其他物质伴生，有物质的地方就有暗物质，但分布得更广。比如说，在有恒星、星系的地方一定有暗物质，但暗物质要比这些星系占的空间大许多，所以暗物质的质量比星系质量大。 报道中称，WIMP只是暗物质的一个候选体，什么叫候选体？ 暗物质有很多种可能性，只要有质量不发光就行，最早的可能性是死掉的恒星或黑洞，但这种可能性被天文学研究所排除，粒子的可能性更大，如果是粒子的话，就有几种可能性，一种极弱相互作用，也可能是一种特别的中微子。如果极弱相互作用，正负电子对会反常，其他中微子不会有这样的效果。 如果暗物质真的被发现，有应用价值吗？ 应用价值暂时谈不上，但起码解决了一个多年的谜题。通过万有引力很难解释一些物理现象，太阳系或者银河系为何能维持现在的状态，光靠可见物质的引力是无法解释的，但在暗物质的假设模型里就可以解释。 暗物质如果被发现，会动摇量子理论和相对论吗？ 它不会动摇20世纪的量子理论和相对论，还是在这个框架内解释。 去年科学家发现了“上帝粒子”，如果这次的发现最后被证实是暗物质，两个发现哪个更重要？ 这个发现要比“上帝粒子”发现更重要。如果没有上帝粒子，我们的粒子标准模型就是不完备的。但是如果没有暗物质，粒子标准模型也是完备的，只是天文学家和宇宙学家会困惑。如果丁肇中团队的发现被确认，这肯定是这几十年来的重要科学发现。
现代科学十大未解之谜
现代科学十大未解之谜 2014-01-26中国企业家思想 TOP10 存在“最小粒子”吗？ 很长的一段时间里，人们曾经认为物质、时间、空间这些东西是可以无限分割的。《庄子·天下》中这样说：“一尺之棰，日取其半，万世不竭。”用数学的语言来解释这段话，意思就是你可以把1尺长的棍子进行无数次对半分割，第一次对半分割得数是0.5尺，第二次是0.25尺，第三次是0.125尺……这个过程可以无限地进行下去。 公元前四世纪的希腊哲学家亚里士多德也认为，物质是连续的，人们可以将它无限地分割下去，我们永远也得不到一个不可再分割的“最小颗粒”。 但很早就有人怀疑“物质可以无限分割”的观念，希腊哲学家德谟克利特相信最小颗粒是存在的，他把这种粒子叫做“原子”。 德谟克利特认为所有的物质都是由原子组成的，原子是一种不可穿透、不可分割的实体，一切原子都有着相同的性质，只是在形状、大小、重量、排列、位置上有所不同。万物有生有灭，但组成它们的原子却不会跟着毁灭，只会从死亡的物体转移到新生的物体身上。 后来科学家们的确发现了原子的存在，但它却不是最小的粒子，它由质子、中子和电子构成，质子和中子又由被胶子束缚着的夸克组成。 从目前的情况看，电子和夸克似乎都是最小的“基本粒子”。之所以说它们是基本粒子，是因为任何与这些粒子的结构相关的现象，在实验中都没有观察到，它们像是一个不可再分的点，而不像质子、中子、原子核和原子那样，有可测量的大小。 粒子物理学家们建立了一个标准模型，来解释目前已发现的所有粒子和它们之间的作用力。但并不像德谟克利特说的那样，只存在“原子”这样一种最小粒子，标准模型中包括了62种基本粒子，被称为“上帝粒子”的希格斯玻色子刚刚被找到，这样标准模型中所有粒子的存在都已得到了证明。 然而这些今天被称为基本粒子的东西，就一定是不可再分的“最小粒子”吗？人们以前曾经认为原子是最小粒子，但后来发现它其实是个复合体。随着科技水平的提高，今天不可再分的东西，明天有没有可能发现它又只是个复合体呢？
原子核物理习题课
原子核物理习题课
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习题一： 1. 试谈谈你对“格拉肖蛇”的理解。 物质科学体系——从“格拉肖蛇”蛇头到蛇尾，物质空间尺度依次减小，同时，“格拉肖蛇”首尾相衔，表明物理学中研究最大对象和最小对象的两个分支 宇宙学和粒子物理学就奇妙地衔接在一起，这并不意味着天体物理把粒子物理吞没，而是指在足够小和足够大的尺度下，两者具有统一的理论，即弱、电、强和引力相互作用“合四为一”。 2. 试论述中微子超光速实验测量原理。 意大利格兰萨索国家实验室下属的一个名为OPERA的实验装置接收了来自著名的欧洲核子研究中心的中微子,两地相距730公里,中微子“跑”过这段距离的时间比光速还快了60纳秒。 3. 试论述希格斯粒子对标准模型和超统一模型的作用。 杨振宁和米尔斯提出的杨-米尔斯非阿贝尔规范场理论，逐步构建完成了现代的标准模型
理论。但是杨-米尔斯方法无论应用到弱还是强相互作用中所遇到的主要障碍就是质量问题，由于规范理论规范对称性禁止规范玻色子带有任何质量，然而这一禁忌却与实验中的观测不相符合。 希格斯提出通过希格斯场产生对称性破缺，同时在现实世界留下了一个自旋为零的希格斯粒子，也称希格斯玻色子（Higgs boson ）或“上帝粒子”。 可以说，希格斯粒子是整个标准模型的基石，也是标准模型中最后一种未被发现的粒子。如果希格斯粒子不存在，将使整个标准模型失去效力。 4. 试绘出各层次物质的德布罗意波长变化曲线。 λ=p h = p 34 1062.6-?m=nm p 251062.6-? 以λ为纵坐标，p 为横坐标绘制曲线，λ与p 成反比关系。 5. 谈谈爱因斯坦质能方程（式1-1）的理解。 爱因斯坦狭义相对论中“质能关系式”进行质量能量转换：2 E mc =，他是通过比例系数c 2将质量和能量联系起来，这也就表明物质质量和能量有一定对应关系。 6. 试绘出物质质量随运动速率变化（式1-2）的曲线。 提示：以速度υ运动着的物质的质量m 和它的静止质量0m 之间有着关系：02 1()m m c υ = -， 当物质运动速率与光速可比拟时，必须要考虑相对论效应。以m/m 0为纵坐标，以速率v 为横坐标绘图（速率尺度取为光速的倍数）。 7. 试论述碳单位、氧单位和原子质量单位分别是如何确立的。 氧单位：单位太大，1962年以前，物理学中曾经用16 O 原子质量的1/16作为物理学中原子质量单位，这是物理学中的氧单位。而在化学中仍采用天然同位素混合物(由16 O 和微量的 17 O 、18O 组成)的平均质量的1/16为化学中原子质量单位，称为化学中的氧单位(即 271 1.674310u kg -=?)，这就形成了对原子质量的两种标度。按照物理标度，氧元素的原 子量为整数16，而按照化学标度，则为16.004462，也就是说，物理学中氧单位略大于化学中的氧单位。自然界中氧的同位素组成在海水中与在空气和岩石中不一样，因此，氧单位的化学标度不够严格。 碳单位：kg 单位太大，同时克服氧单位的诸多缺点，1962年始用12 C 原子质量的1/12作为原子质量单位，简称碳单位。这样，采用碳单位，一个原子质量单位就是
希格斯玻色子的发现对物理界的意义
上帝粒子的发现在物理学上的重要意义 摘要：上帝粒子，即希格斯玻色子的发现，牵动着广大科学家的心，作为标准粒子模型的最后一个被发现的粒子，对重新构建新的粒子场模型有着极其重要的意义。它的发现不仅证明了标准粒子模型的正确性，也对整个物理世界产生了巨大冲击。 1964年，英国物理学家彼得.希格斯（P.W.Higgs）发表了一篇学术文章，提出了一种新的粒子场假说，预言一种没有质量、能够吸附其它粒子进而产生质量的玻色子的存在，属于按【0,1,......】整数自旋的基本粒子，亦如光子、氢原子等。它自旋的方程和波函数区别于其它粒子，能量状态只能取不连续的量子态，但允许多个玻色子占有同一种状态。希格斯认为，这种玻色子是物质的质量之源，是电子和夸克等粒子形成质量的基础，其它粒子在这种粒子形成的场中游弋并产生惯性，进而形成质量，构筑大千世界。 希格斯这一假说惹业界掀起轩然大波，宇宙学权威斯蒂芬.霍金以100美元押注，向美国密歇根大学的戈登凯恩打赌“上帝粒子”不存在。一时间，科学家们莫衷于是众说纷纭------ 因为该假说若得以圆证，将颠覆已成定论的粒子场理论，改变人们认识微观世界的方式，对重新认识宇宙起源具有划时代意义。发现它还有助于解释为什么有的粒子没有质量，反之亦然。又因它是最后一种未被发现的基本粒子，对重新构建新的粒子场模型有着极其重要的意义。而若它一旦被“证伪”，希格斯构建的粒子场新标准模型的大厦将倾，而因它在意义上极其重要又实在难找，因此人们又称它为“上帝粒子”。 2012年7月2日，美国能源部下属的费米国家加速器实验室宣布，该实验室最新数据“强烈表明”被称为“上帝粒子”的希格斯玻色子的存在，不过这些数据只是接近证明它的存在。据国外媒体报道，2013年3月14日，物理学家宣称，2012年大型强子对撞机(LHC)发现的一种新粒子就是希格斯玻色子，这种长期寻找的神秘粒子将解释其它粒子如何获得质量。当然，希格斯玻色子发现意义不仅仅在于霍金输了一百块钱，还有其对整个物理世界产生的巨大冲击。 1.质量的起源之谜 科学家此前认为质量的起源之谜与希格斯玻色子有关，弥漫在宇宙中的希格斯场是假定中的量子场，基本粒子与希格斯场之间的相互作用时获得了质量。LHC对撞机ATLAS探测器试验物理学家吉马良斯达科斯塔认为如果没有这个机制，那么一切事物都是无质量的。希格斯玻色子的确认也证明了希格斯机制的正确性。 2.标准模型的最后一块拼图 标准模型在粒子物理学中占据了统治地位，根据其预言的粒子均已被发现，唯独希格斯玻色子还未被发现。ATLAS探测器研究员乔纳斯斯特兰德贝格认为LHC的发现结果将得到确认，我们现有的粒子物理理论是正确的。到目前为止，希格斯玻色子似乎与标准模型的预言相匹配，但是即便是标准模型，依然被认为是不完整的，比如其“遗漏”的暗物质这个重要的角色，而宇宙中暗物质占据了近98%，我们目前所看到的星系团等天体仅仅是极小一块可见的物质。 3.电弱作用力的证明实验前进了一大步 弱相互作用与电磁作用合并成电弱相互作用，两种作用力也被统一为电弱作用力，希格斯玻色子的发现有助于解释宇宙中的“根本力量”。在此之前，科学家通过欧核中心超级质子同步加速器（SPS）发现了W和Z玻色子，证实电弱相互作用的存在。如果引入希格斯场，那么两种玻色子就可以混合在希格斯场中而获得了质量。这就解释了W和Z玻色子为什么