一 : 上帝粒子是什么
“上帝粒子”是什么？
“上帝粒子”希格斯玻色子是一种特殊的基本粒子。
基本粒子是指人们认知的构成物质的最小最基本的单位。目前被广泛认可的粒子物理学“标准模型”预言了62种基本粒子存在。
标准模型是一个优美的数学模型框架，物理学家用它来描述构成物质的最小颗粒以及它们的相互作用方式。希格斯玻色子在基本粒子中的特殊地位在于所有已知的基本粒子的质量都靠它提供。
通俗地讲，真空中希格斯玻色子构成的希格斯场就像一池黏黏的蜜糖，当没有质量的基本粒子通过时，就像裹上了一层粘腻的蜜糖，在获得质量的同时降低了运动的速度。一个粒子与希格斯场相互作用越强烈，它拥有的质量就越大。光子和强相互作用中的胶子不与希格斯场发生作用，所以都没有质量。
换言之，如果没有希格斯玻色子，所有的粒子都会像光子一样以光速飞行且毫无质量，这显然不合常识。
标准模型预言的62种基本粒子中，只有希格斯玻色子尚未被实验所证实。对它的艰难探寻已历时30年，耗资超过90亿美元。
科学家发现疑似“上帝粒子” 可能改变人类对宇宙的理解
欧洲核子研究中心7月4日在瑞士日内瓦和澳大利亚墨尔本召开“高能物理跨洲视频会议”，欧洲核子研究中心主管罗尔夫·豪雅在会议上表示，他们发现了一种新的粒子，而这种粒子很可能就是寻找多年的“上帝粒子”——希格斯玻色子。“上帝粒子”将是人类认识宇宙的一面最直接的镜子：因为如果作为质量之源的它确实存在，物理学家就可能因此推测出宇宙大爆炸时的情景以及占宇宙质量96%的暗物质（包括暗能量）的情况。
由于很多粒子的存在时间非常短，无法被观测到，物理学界[www.61k.com]一直利用最后观测到的光子等其他粒子来反推它们是由什么粒子衰变而成的。
为了发现希格斯玻色子，也为了探索宇宙起源，包括中国在内的世界多国共同资助欧洲核子研究中心兴建了大型强子对撞机（LHC）。该设备位于瑞士和法国边境地区地下100米深的隧道中，总长约27公里。LHC上主要有4套大型实验装置，其中使用液体探测器的紧凑缪子线圈（CMS）装置是专门用来寻找希格斯玻色子和宇宙暗物质的，而使用晶体（双光子道）探测器的超面环仪器（ATLAS）装置则被用来寻找额外维度和质量起源等问题，而质量起源同希格斯玻色子息息相关。
CMS发言人乔·因坎德拉在会议上演示了观测数据，并给出了根据该数据进行运算的最终结果。根据双光子事件、双Z玻色子和4轻子事件的观测结果证明，CMS已经观测到了一种新的粒子，“虽然是初步的结果，但数据很给力！”乔表示，该玻色子质量在125.3±0.6京电子伏（GeV），置信区间为5个标准差，即有99.99994%的可信度表明该粒子存在。根据此前顶夸克发现的前例，发现该粒子时，置信区间也是5个标准差，可以宣布发现了新粒子。
ATLAS主管费碧欧拉女士表示，他们的项目也发现了新的玻色子，质量为126.5GeV，置信度为5个标准差。但她表示，这只能证明ATLAS观测到了新的粒子，究竟是不是希格斯玻色子还有待确认。但是给出的数据表明，ATLAS观测的新粒子与标准模型里的希格斯玻色子相符的置信度已经达到了4.6个标准差——相当接近可以宣称为发现的5个标准差了！
两人的发言引来了在场观众经久不息的掌声。欧洲核子研究中心总监塞尔焦·贝托鲁齐表示，我们正处在一个关键节点：新粒子的发现，将使我们将来能够对实验数据进行更加详尽的解读。
希格斯玻色子理论的创始人彼得·希格斯教授也应邀出席了会议，这位83岁的英国老人兴奋得像个孩子，他向欧洲核子中心表示祝贺，他说，“很高兴我能活着看到这一天的到来”。
理论物理学家霍金认为，人类在很长一段时间内不可能发现希格斯玻色子。不过，他为此打赌的100美金还没有输掉，因为今天的会议依然无法证实，人们发现的粒子无疑就是希格斯玻色子。
乔和费碧欧拉在会后的新闻发布会上反复向媒体表示，今天的结果只能证明我们发现了符合标准模型的新玻色子，这种玻色子究竟是什么还无法确认，但罗尔夫·豪雅表示，“我们发现的是一种新粒子，这才是让我们激动的地方”。CMS小组也在其网站上表示，虽然我们发现了符合希格斯玻色子基本模型的粒子，但并没有确认发现希格斯玻色子，因为我们仅仅关注了该粒子的质量本身，它可能是其他具有该质量的粒子。为了确认所发现的就是希格斯玻色子，我们还需要确认它的自旋为0，正确的耦合比，等等。这些将是我们今后的工作，但这个发现依然让人激动。
是的，无论确定与否，这都将是本年度甚至是今后十年间物理学界最重要的发现。罗尔夫·豪雅在会议结束前深情地向世界各地的科学家和爱好者表示，今天的成就是世界各国共同努力的结果。“今天是历史性的里程碑，但仅仅是个开始”。
正如欧洲核子研究中心官方宣称的那样：“希格斯玻色子触手可及。”“我们对宇宙的理解，将要改变！”
二 : “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。（www.61k.com］ 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。
扩展：上帝粒子是什么 / 上帝粒子指的是什么 / 上帝粒子有什么用
三 : 希格斯粒子是什么？为什么被称为上帝粒子呢？
网友Overly Attached对[上帝粒子是什么]希格斯粒子是什么？为什么被称为上帝粒子呢？给出的答复：
“希格斯粒子”（Higgs particle）是一种能让空间中的物质获得质量的粒子。有了质量，粒子才会结合为原子，有了原子，才会有分子，有了分子，才能有物体。因此，“希格斯粒子”是一种形塑并创造了世界万物的粒子，没有它，就没有我们所见的世界，因此它才会被称为“上帝粒子”（God particle）。
上个世纪六十年代，英国物理学家彼得·希格斯尝试寻找物质拥有质量的根本原因。需要知道的是，“质量”的实质是物体获得加速度的难度，举个例子，一辆较重的大卡车要刹车或加速，肯定会比一辆较轻的小轿车困难得多，用的时间长，需要的能量也大。加速的难度越大，质量越大。
希格斯在一次野外散步时突发奇想，空间就像水，水中的物体在运动时会遇到阻力，使其运动变得困难，相应地，物体穿行于空间中，也应该承受一种“阻碍的力”，即“物体加速的难度”，体现为“质量”。空间中的这种使物质获得质量的机制，被称作“希格斯场”（Higgs field）。
为了便于理解，不妨把“希格斯场”想象成“狗仔队”，而空间中的各种物质就是“明星”。“狗仔队”看见明星就会一拥上前，将其团团围住，而明星则必须要使劲往前挤才能逃走。明星挤得越费劲，与狗仔队的互动越多，就说明，他的“名气”越大，而演员的名气，就等价于物质的“质量”。演员们的名气有大有小，相应地，不同物质（基本粒子）的质量也各不相同。比如，光子的质量为零，因此光能以理论上空间中的最快速度运动。
后来，欧洲核子研究组织（CERN）在日内瓦建造了一座“大型强子对撞机”（LHC），科学家们开始尝试以最快的速度（可以达到超过光速的99.99%）和最大的能量加速粒子，试图从空间中撞出“希格斯场”中的粒子，也就是“希格斯粒子”，以此验证希格斯的理论。
2013年，通过对撞机实验，初步确认已经发现了“希格斯粒子”，并定名为“希格斯玻色子”（Higgs Boson，粒子分为“玻色子”和“费米子”两类，它们的自旋特性不同），至此终于证明了“希格斯场”的存在。希格斯本人也因此荣获诺贝尔奖。
上面的图释展示的是计算机模拟的“希格斯玻色子”的运作模型，注意外层包裹着重力磁场的重力电场。
“希格斯粒子”的发现，是人类探究空间的一个重大里程碑。因为它不仅证明了”真空不空“，而且还说明了，空间并非像我们以前想象的那样虚无，它其实是一种不折不扣的“实物”，就像我们在日常生活中所能见到的一切物体一样真实，而且，空间还拥有它自己与生俱来的特性。
“希格斯粒子”无处不在，甚至存在于我们普遍认为的“真空”中。它的作用是给空间中的物质施加质量。这也就表明了：即使是最虚无的真空也能对一切物质产生影响。
综上，“希格斯粒子”之所以被誉为“上帝粒子”，是因为：没有它，就没有世界万物，没有它，我们眼前的一切就要分崩离析，所有我们已知的物理定律也就都无法立足。“希格斯粒子”的重要性不可忽视。
四 : “上帝粒子”对人类意味着什么？
标准模型包含费米子及玻色子——费米子为拥有半整数（1/2）的自旋并遵守泡利不相容原理的粒子；玻色子则拥有整数自旋（1）而并不遵守泡利不相容原理。简单来说，费米子就是组成物质的粒子，而玻色子则负责传递各种作用力。
在标准模型中，玻色子包括：负责传递电磁力的光子；负责传递弱核力的W及Z玻色子；负责传递强核力的胶子。
其中光子是我们最熟悉的基本粒子之一，它的“波粒两相性”曾搅得20世纪初的世界物理界鸡犬不宁。W子其实有2个：W+和W-，两者互为反粒子。而Z粒子因为不带电荷，没有反粒子。传递强核力的胶子又八种之多，是它们把夸克紧紧地“粘”在一起，形成了质子和中子等所谓强子。这样算来，玻色子共有1+3+8=十二种，再加上3六种夸克和十二种轻子，总共60种基本粒子，而且这60种基本粒子都已经得到了物理学家的证实。
2012年7月4日，欧洲核子中心宣布大型对撞机上的CMS和ATLAS2个实验组分别探测到疑似希格斯子的新玻色子，2013年3月14日再次发布新闻稿，正式确认了先前探测到的是希格斯子。标准模型共预言了61 种基本粒子，希格斯子是最后1个被实验证实的。
希格斯玻色子是因物理学者彼得•希格斯命名，物理学家利昂•莱德曼无意中为希格斯玻色子起了“上帝粒子”这么1个名字。莱德曼不喜欢“上帝粒子”这个名字，他喜欢开玩笑说，他其实想叫它“该死的粒子”，因为希格斯玻色子是如此难以找到。“上帝粒子”源于莱德曼的《上帝粒子》这本书，这个绰号也让许多物理学家对它心生畏惧。
61阅读| 精彩专题| 最新文章| 热门文章| 苏ICP备13036349号-1