何谓希格斯粒子？——详解作为“质量生成之源”的希格斯粒子

2012年7月4日，“希格斯粒子被确认发现”的报道传遍了世界的各个角落。很多读者通过报刊、电视已经得知了这一世纪大发现。 希格斯粒子是由彼得·希格斯博士在1964年从理论上预言其存在的一种基本粒子，被认为是一种“赋予基本粒子质量的基本粒子”。这到底是什么意思呢？     

五种希格斯玻色子与希格斯场之内部结构模型图表解析

现今，“希格斯玻色子”被认为是所有基本粒子质量的来源，也是标准模型预言的最后一种粒子，目前，物理学家普遍认为不排除未来可能会发现其他带电荷的希格斯玻色子。许多物理学家认为：事实上，希格斯玻色子组成希格斯场是一种更加复杂的理论模型，而这些理论模型预言了应有五种不同的希格斯玻色子，它们不仅带有电荷，还有可能带有色荷，而且质量也不相同。希格斯场遍布在宇宙中，该文就这五种不同希格斯玻色子及其组成的希格斯场，作一理论模型预言之图表解析。     

寻找上帝粒子物理学家有望在最近找到希格斯粒子!

欧洲核子研究中心（CERN）在2011年12月13日发布了用它的大型强子对撞机（LHC）寻找希格斯粒子的最新情况。希格斯粒子是根据理论预言的一种尚未被证实其存在的“赋予一切物质以质量的基本粒子”。有两个研究小组正在分别利用LHC上的两套实验观测装置超环面仪器和紧凑μ子线圈独立进行旨在确认希格斯粒子存在的实验。前者小组得到的结果证实存在希格斯粒子的确认度为98．9％，后者小组得到的确认度为97．1％。要断定“发现”了希格斯粒子，确认度必须超过99．9999％，因而还不能说已经有了最后结论。但是，已经得到的结果令人欣喜，物理学家寻找多年的这种粒子很可能不久就会现出原形。     

谁最先提出了“希格斯机制”？

83岁高龄的英国爱丁堡大学退休教授彼得·希格斯（Peter Higgs）成为今年最受瞩目的明星物理学家，原因在于，欧洲核子研究中心的科学家们最近在大型强子对撞机上发现了一种与“希格斯机制”所预言的玻色子十分相像的新粒子。如果该粒子最终被证实就是全世界期待已久的“希格斯玻色子”，那无疑将为成功地描述了电磁力、弱力与强力的标准模型锦上添花，也将使希格斯本人“作为玻色子”的一生登峰造极。     

“上帝粒子”对人类意味着什么

据报道,欧洲核子研究中心的科学家2012年7月4日表示,他们在寻找希格斯粒子、也就是所谓的“上帝粒子”的研究过程中发现了一种新型亚原子粒子,该粒子符合希格斯粒子的属性。而美国能源部下属的费米国家加速器实验室项目发言人罗布·罗泽说：“我们的数据有力地显示希格斯粒子的存在。”     

中国科大为寻找“上帝粒子”作贡献

正本刊讯近日,欧洲核子中心正式宣布发现一个新粒子,而这个新粒子很可能就是几代物理学家寻找了数十年、被称为"上帝粒子"的希格斯玻色子。中国科学技术大学研究团队在探测器制造、科学研究及数据分析等方面作出重要贡献。以英国理论物理学家彼德·希格斯名字命名的希格斯玻色子,是物理学基本粒子"标准模型"理论中最后一种未被发现的基本粒子。多年来,科学界一直致力于证明它的     

探寻质量的起源

2012年7月4日,一则新闻占据了各大报纸和网站的头条：位于瑞士日内瓦的欧洲原子能研究中心宣布发现了一种新的基本粒子,该粒子很可能是科学家们30年来一直在找寻的＂希格斯粒子＂。各媒体纷纷以＂科学史上的重大飞跃＂来争相报道这一发现。小朋友们一定很好奇：什么是希格斯粒子？它有什么特殊之处？为什么人们要寻找希格斯粒子？现在我...     

回顾 2012年十大科学突破

每年年底,科学界顶级刊物美国《科学》(Science)杂志都会评选出年度十大科学突破。2012年12月20日,年度十大科学突破如期公布,希格斯玻色子等科研成果榜上有名,现解读如下。N01,希格斯玻色子希格斯玻色子(Higgs Boson)是当代粒子物理学"标准模型"理论所预言的一种粒子。一旦验证了希格斯玻色子的存在,物质质量起源之谜将会被彻底揭开,粒子物理学的"标准模型"理论就取得了圆满成功。然而,这个神秘的"上帝粒子",一直和人们玩着"躲猫猫"的游戏。为了     

LHC上希格斯与味物理实验进展

希格斯场是标准模型中电弱对称性自发破缺的核心,通过与基本粒子的相互作用直接赋予质量,构建了粒子质量来源的机制.与希格斯相互作用的夸克质量本征态和参与弱相互作用的夸克味道本征态不重合使得不同代的夸克发生混合,即CKM机制,是目前唯一确定的CP破坏来源,但所提供的CP破坏远不足以解释宇宙正反物质不对称性.因此,在实验上对希格斯粒子和CKM矩阵进行精确测量以及寻找新的CP破坏来源是精确检验标准模型、寻找新物理的主要途径之一.正值希格斯粒子发现十周年,本文将介绍标准模型希格斯粒子以及味物理中CKM矩阵参数特别是相角测量在大型强子对撞机LHC实验上的最新进展,回顾北京大学高能物理研究团队在希格斯粒子及味物理实验方面的工作,献礼北京大学物理学科百十周年.     

2012 我们和“上帝粒子”有个约会

它是质量之源,承载着世间万物的终极本质;它能穿越时空,游走于过去和未来之间;它也可能会击垮物理大厦,让粒子物理学模型彻底崩塌。它就是有"上帝粒子"之称的基本粒子——希格斯玻色子(Higgsboson)。     

“上帝粒子”留给我们的思考鞠强

 2013年10月8日,瑞典皇家科学院宣布将2013年度诺贝尔物理学奖授予彼得·希格斯（Peter Higgs）、弗朗索瓦·恩格勒（François Englert）,以表彰他们对提出亚原子粒子质量起源机制所做出的贡献。亚原子粒子质量起源机制的一个重要预言,就是希格斯玻色子的存在。     

HTM模型中带电希格斯玻色子在ILC上的联合产生

希格斯三重态模型(HTM)预言了类标准模型的中性希格斯玻色子h,还预言了单电荷和双电荷希格斯玻色子(H~±,H~(±±))的存在.主要研究了在高能光子对撞机上的两个三体产生过程:γγ→hH~+H~-和γγ→hH~(++)H~(--).计算结果表明,在合理的参数空间内,两种过程的产生截面分别达到几十fb和一百多fb,分析了主要的标准模型背景并计算了信噪比.由于较低的标准模型背景,在未来的高能直线对撞机上实验中可以通过这些过程探测到带电标量粒子H~±和H~(±±)的信号.     

科学触角

<正>发现外尔费米子2015年7月,中国科学院物理所和美国普林斯顿大学的两个研究团队分别宣布发现了一种新奇的粒子——外尔费米子。量子力学中,粒子被分为玻色子和费米子两种。传递力的几种基本粒子,例如光子、胶子,包括2012年发现的希格斯粒子,就属于玻色子;组成物质的基本粒子如夸克、电子等,以及复合粒子如质子、中子等,则是费米子。1929年,德国科学家赫尔曼·外尔(Hermann Weyl)提出,当质量为零时,狄拉克方程描述的是一对具有相反手性的新粒子,     

基本粒子：物质的本源

从原子、夸克、反粒子到暗物质和希格斯粒子 世界是由什么构成的？把物质无限放大，最终会看见什么？人类自古以来就在探索“物质的本原”，现在已经追寻到诸如电子和夸克这样的“基本粒子”。我们还知道，宇宙中到处都充满了看不见摸不着的“暗物质”和“暗能量”，尽管我们现在还不清楚它们究竟是什么。这些就是现代科学所查明的构成自然界和宇宙的“原材料”。本文将对此作全面介绍，并尽可能做到通俗易懂。     

超引力的理论基础和背景

 量子基本原理预言存在两类基本粒子：费米子和玻色子，但超对称又把它们联系起来并可相互转换。超对称的创新首次把每个粒子的内禀对称性和它们所在时空的对称性结合起来，因此局域的超对称理论必然包含爱因斯坦引力，称之为超引力。超引力预言自旋3/2基本粒子，是该粒子和引力自洽耦合的最简单理论。同时作为超弦的低能有效理论，超引力是超弦研究不可分割的部分。     

神奇的粒子世界

20世纪见证了物理学无与伦比的进步。如果说,这个世纪的前半叶由相对论和量子力学所主导,那么毋庸置疑,后半叶的明星就是粒子物理学。在这台大戏中,时空和量子力学规律就是舞台背景,基本粒子是演员,物理学则是它们所表演的内容。可以毫不夸张地说,我们生活的世界乃至整个宇宙,都是由这些粒子及其所遵从的规律决定的。2012年7月4日,"希格斯粒子被确认发现"     

希格斯粒子与暴涨宇宙

希格斯(Higgs)粒子是迄今为止发现的第一个标量粒子.在粒子物理标准模型中,希格斯粒子起到了非常重要的作用.另一方面,在宇宙暴涨时期,使宇宙加速膨胀的往往是也一个标量场,或者标量粒子,被称为暴涨子.由于能标的不同,希格斯粒子不能直接作为暴涨子,但通过一些间接的手段,暴涨子却有可能是希格斯粒子在高能标时的另一种表现形式.本文作者回顾了希格斯暴涨模型,并且着重讨论了宇宙学常数在暴涨中所起到的作用.     

基本粒子的神秘“味道”

1897年,英国物理学家约瑟夫·约翰·汤姆孙（Joseph John Thomson）在阴极射线实验中发现了电子,这是人类探测到的第一个现代意义上的基本粒子。之后历时100余年,科学家们费尽周折,终于勾勒出比较完整的组成物质世界以及传递相互作用力的基本粒子族谱,它包含6个夸克、6个轻子、传递电磁力的光子、传递强核力的胶子、传递弱核力的带电和中性玻色子以及与基本粒子质量起源有关的希格斯（Higgs）玻色子。     

捕捉希格斯粒子 终于追上了上帝粒子!开始“发现”的读秒阶段!

相信读者已经知道，在2011年12月，以“将要发现希格斯粒子”等为标题的重要新闻在世界范围内广为传播。《科学世界》从2012年第3期开始对此进行系列报道。本文作为系列报道的第2篇，将围绕发现希格斯粒子进入读秒倒计时阶段的状况进行详细的介绍。物理学家们长期追逐的上帝粒子的魅影，终于要进入人们的视野了。     

中国科学家证实马约拉纳费米子的存在

正英国物理学家狄拉克把量子力学与高速运动所必需的相对论力学相结合,提出了反物质的概念。而后,我国著名物理学家赵忠尧的发现验证了狄拉克的理论,这也就意味着,任何基本粒子都在自然界中有相应的反粒子存在。1937年,意大利理论物理学家埃托雷·马约拉纳曾天才地预言到,应该存在一种粒子,它和它的反粒子是一样的。此后,不少科学家走上了寻找这种粒子