第42章 希格斯机制的基础应用硬核警告
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但身为物理系研究生,并且拥有智慧之光的陆鸣很快就发现了盲点。
【量子场论中希格斯场的基础应用,积分:3000】
陆鸣看了一眼自己的积分余额,之前上传了卡尔大神的剧情,得到系统奖励的1500积分,现在陆鸣的积分总额是3700。
何为希格斯场?何为希格斯玻色子?
在这个年代的三体宇宙里,所谓的上帝粒子“希格斯玻色子”还没有被发现。
而在陆鸣前世的2012年,欧洲的CERN通过大量研究以及实验数据,发现了希格斯玻色子的存在。
基本粒子的质量,从何而来?这就不得不提到希格斯场与希格斯玻色子。
根据量子场论,用来构建标准粒子模型的每一个基本粒子都要有一个对应的场。
于是希格斯理论应运而生,但希格斯理论并不是那些地摊文学和各种营销号中大似宣扬的世界上所有物体质量的来源。
希格斯理论的诞生是因为标准粒子模型中其他的基本粒子需要质量,而希格斯理论就是为这些基本粒子提供了一个质量来源的机制。
质量对于基本粒子来说有多重要?像是标准模型中的光子和胶子就是质量为0的基本粒子。
质量为0的粒子以光速运动,质量不为0的粒子运动速度小于光速。如果粒子自旋为1,质量为0的粒子只有两个自由度:1,-1;而质量不为0的粒子则有三个自由度:1,0,-1。
引力和电磁力符合平方反比率,作用的大小随着距离而变,虽然从理论上说它们的作用是无限的,这也是它们被称为长程力的原因。
而强力和弱力之所以被称为短程力,是因为它们的作用只在微观世界起到作用。
而在普遍的认知当中,引力、电磁力、强力,都由无质量的传播量子传播,但强力的作用范围小,是因为夸克禁闭的原因。而弱力被称为短程力,则不是夸克禁闭的原因。弱力的传播量子具有较大的质量,但如果想把弱作用嵌入到规范场论中,它的传播量子质量最好为0。
不仅仅是弱相互作用力中间玻色子的非0质量带来了麻烦,费米子的非0质量至今也仍然是个谜。比如电子,既参与电磁作用,又参与弱相互作用。根据狄拉克的电子理论,电子因为质量非0,运动速度小于光速,因而旋转度并不固定。但弱相互作用力中有一种弱超荷,电子的旋转度不固定性将会导致弱超荷不守恒的错误结论。
但这些问题如何解决?于是希格斯机制就这样闪亮的迈着六亲不认的步伐走来了。
希格斯机制最初的思想来自于对超导现象的解释,如果想要描述超导现象,就需要引进一个标量场。这个场有不为零的真空值(由于自发对称破缺),该场与光子相互作用时,使得光子带有质量,因此在超导内部的电磁场能量很高,产生了超导效应。
而希格斯机制就是将这种让光子产生的质量的方法用于粒子物理中,为基本粒子提供质量,也就是所谓的“希格斯机制”了。前文提到,每个基本粒子都有自己相对应的场,如果空间中存在某种场,场与在其中运动的粒子相互作用,这种作用的结果便有可能改变运动粒子的能量,因相对论中提到,质能一体,从而就能赋予粒子相对应的质量。这就是希格斯机制能够赋予粒子质量的基本原理。
其实说白了,在现有的理论模型中,只要能掌握控制希格斯场的方法,也就约等于掌握了控制基本粒子质量的方法。
而这种方法,便可以从另一种角度代替反重力工程科技。
陆鸣果断将【量子场论中希格斯场的基础应用】这项科技兑换出来,这是目前唯一的方法。
况且掌握希格斯机制后,不仅仅是能够操控基本粒子的质量,这只是希格斯场最基本的应用。
真正的深入掌握了希格斯场后,就等同于完全掌握了整个标准粒子模型。
傍晚,丁仪来到LIGHT岛,陆鸣将这份重要的档案袋交到了他的手中。
“这么久了,终于收到您的档案袋了,我还以为您准备放弃理论物理领域了呢。”丁仪接过档案袋,笑着说道。
“所有领域项目的进展都要进行,但凭我们文明现在的实力和体量并不足以让我们同时拥有多个重点研究方向。太空电梯,与核聚变,在理论方面,可以说上个世纪就已经完全成熟。”陆鸣双手插兜,摇了摇头。
这时候,陆鸣发现自己居然可以看到丁仪的属性面板了!
【丁仪】
【预期寿命:203】
【特性:灵光一闪、粒子物理专长、天选之人、天生物理学家、超级科学家(科技至上)】
卧槽!丁老板,你这么猛,你自己知道吗?
陆鸣想起来,在原著中,人类文明的可控核聚变项目就是由丁仪主导研发成功的,他也是原著中最年轻的院士。如果人类文明在这个时代存在一个科技至上飞升天赋中所描述的超级科学家的话,只有可能是丁仪。
“量子场论?希格斯机制???希格斯机制不是还没有被证实吗?所谓的上帝粒子难道已经被发现了?”丁仪看着文件上的内容,头顶上好像出现了一个大大的问号。
“我能告诉你的是,希格斯玻色子确实存在,所以希格斯机制也存在。但我们目前还没有发现。”
听着陆鸣的话,丁仪陷入了沉思,闭着眼睛眉头紧皱。
“可是CERN(欧洲核子研究组织)的LHC(LargeHadronCollider,大型强子对撞机)都撞了那么久了也没撞出来!我相信您说的话是真的,但是...”
“那是LHC太小了,撞不出来是正常的。我们需要更大的粒子对撞器。”
陆鸣又递给丁仪一份文件,文件的名字令丁仪大跌眼镜。
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PS:本章部分内容参考资料:
《上帝粒子之来龙去脉》张天蓉
F.(1964).(9):321–323.
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