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1700910932 萨拉姆、格拉肖和温伯格的研究表明,在很久以前,当极其年轻的宇宙发生膨胀并逐渐冷却下来时,电弱场一分为二成为电磁场和弱场。不过我在前面没有告诉你的是,要使这种情况发生,必须存在另外一个场。
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1700910934 另外一个量子场,它有自己的作用力携带者及其他所有的东西。
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1700910938 这些作用力携带者并不携带你在前面已经遇到过的所有作用力,但是又不存在其他起作用的某种作用力……那么它们是怎么做的?
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1700910940 它们令一些粒子带有质量,另外一些却没有。例如光子和胶子并没有感觉其存在,并且它们仍旧不会有这种感觉。它们能够无视这个场穿行而过。因此它们就依然保持不带质量,到今天仍旧以光速运行。
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1700910942 但是夸克、电子和中子却意识到这个场的存在,于是变得带有质量。因此,它们无法做到以光速运行。
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1700910946 还是这个问题,我们怎么知道这就是真相?我们怎么知道这个神秘的场给了我们宇宙中所有有质量的粒子以质量?
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1700910948 好吧,与所有场一样,这个新的场也应该有它自己的基本粒子。
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1700910950 如同预料之中,它们不是那么容易见到或检测到。
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1700910952 根据计算,为了唤醒它们,需要巨大的能量——比电弱场所需要的能量都大。然而听起来难以置信,在二〇一二年,科学家们终于在位于瑞士日内瓦附近的欧洲核子研究中心最强大的粒子加速器LHC中唤醒了它。他们探测到属于这个场的一种基本粒子。这是整个拼图中缺掉的一块。我们宇宙中所有带有质量物质的质量起源,无论是否归因于胶子,种种猜想那时才真相大白。
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1700910956 这个发现真正证实了物理学家们一直走在正确的道路上。
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1700910958 媒体们称它为“希格斯粒子”(虽然或许存在着许多种不同的希格斯粒子),于是它的场的名字叫希格斯场或希格斯-恩格勒特-布鲁特场。英国理论物理学家彼得·希格斯(Peter Higgs)与比利时理论物理学家弗朗索瓦·恩格勒特(François Englert)因这个发现共同分享了二〇一三年的诺贝尔奖(他们和罗伯特·布鲁特早在四十多年前就预言了这个事实。遗憾的是,布鲁特于二〇一一年去世)。简短地说,他们发现了在一百三十八亿年前,当我们的宇宙冷却下来时,质量是如何产生的。这是一个了不起的功绩,无论对他们来说,还是对整个人类来说。
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1700910960 这个发现登上了各类媒体的头条,不过尽管如此,这里还是有必要强调一下希格斯场并不能解释所有物质的质量起源,它只能解释其中的一部分。就像我们在前面所说的,中子和质子的大部分质量来自将夸克束缚在其边界之内的作用力,来自夸克–胶子浓汤。如果希格斯场突然失效了,那么夸克就会变成没有质量,我们也会死亡。但质子和中子的质量却几乎不会改变。
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1700910964 既然强作用力场对于我们存在物的质量如此关键,既然你知道所有我们已知物质的质量来自何处,现在,回想一下那些你在本章开头看到的从真空冒出来的粒子。你看到了它们……但你还是不要看到的好。天下没有免费的午餐,大自然不会允许粒子凭空出现,而不付出代价。
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1700910966 这个代价,你马上就要看到,就是一种新的物质的存在,它的名字叫作“反物质”。
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1700910972 极简宇宙史 第3章 反物质
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1700910974 在地球整个历史的大多数时间里,它表面上的绝大多数都不为人类所知。今天我们可以借助人造卫星所拍摄的整个地球的照片来绘制全球地图,但仅仅近至几个世纪之前,只有欧洲、美洲和亚洲的小块土地被当地居民绘制过地图,从来没有人绘制过整个世界的地图。来自许多不同文明的勇敢无畏的探险家们因此不得不离开自己安逸的家园穿过狂风巨浪航行在海中,去探索在他们的家国之外是不是还有其他地方存在。一个接一个地,他们发现了遥远地方的大片从未被自己同伴踏足过的陆地。他们也发现了其他文明。被水域包围的小块岩石被命名为岛屿,大的,被命名为大陆。每一次这样的发现都扩展了人类的疆域,同时,也让我们的祖先进一步认识到一个很简单的事实:我们都生活在一个漂浮在巨大宇宙里的极其丰富多彩但又相当小的球体表面上。
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1700910976 数十年过去了。
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1700910978 经历了各种各样的暴力、贪婪和好奇,我们对地球有了更多的了解,未知世界逐渐从地平线外变成了头顶之上。太空成了每个人只要抬头看一眼就充满好奇的新谜团。但那里的距离大得无法想象。当我写这本书时,人造卫星已经飞到了离地球几亿公里外的地方,试图寻求存在于我们星球上的水的起源,或许还有生命构件本身起源的答案。探险已不再是将人类送往危险的航程中。机器人能够代替我们完成这个任务。但星际旅行所带来的兴奋正在上升,在二十一世纪,有没有可能我们身处地球,却依然当一个探险者?
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