2013年10月8日 ,诺贝尔物理(li)(li)学(xue)奖在瑞(rui)典斯(si)德哥(ge)尔摩揭晓。比利(li)时理(li)(li)论物理(li)(li)学(xue)家弗朗索瓦(wa)·恩格勒和英国理(li)(li)论物理(li)(li)学(xue)家彼(bi)得·希格斯(si)因希格斯(si)玻色子的(de)理(li)(li)论预言(yan)获(huo)奖。
自(zi)然(ran)界中(zhong)物(wu)体之间的相(xiang)互(hu)作用力(li)可以划(hua)分为(wei)(wei)4种,即引力(li)(重力(li))、电磁力(li)、强(qiang)相(xiang)互(hu)作用力(li)和弱相(xiang)互(hu)作用力(li)。上世纪(ji)60年代,基(ji)于杨·米尔斯(si)理论(lun)的非(fei)阿贝尔规范场理论(lun)兴起(qi),建构成为(wei)(wei)现代的标准模型(xing)理论(lun)。该(gai)模型(xing)把(ba)基(ji)本粒(li)子(zi)分为(wei)(wei)夸克、轻(qing)子(zi)和玻(bo)色子(zi)3大(da)类,预言了62种基(ji)本粒(li)子(zi)的存在(zai)。随着实验物(wu)理学(xue)家把(ba)加速器越(yue)造越(yue)大(da),标准模型(xing)预言的未知粒(li)子(zi),只有最重要的希格斯(si)玻(bo)色子(zi)仍然(ran)“在(zai)逃”,其它的都在(zai)实验中(zhong)现身。希格斯(si)玻(bo)色子(zi),极其神秘,难以寻觅,又极为(wei)(wei)重要,被称作“上帝粒(li)子(zi)”。
现代的(de)(de)(de)标准模型理论有(you)一个(ge)致命缺陷——它所演绎出的(de)(de)(de)世界(jie)里没(mei)有(you)质(zhi)量(liang)(liang),因此(ci)标准模型尚缺一块基石(shi),这(zhei)(zhei)(zhei)(zhei)块基石(shi),就是(shi)希(xi)格(ge)(ge)斯(si)玻(bo)色子。1964年,比(bi)利时理论学家罗伯特·布绕特(已故(gu))和(he)弗朗索瓦·恩格(ge)(ge)勒(le)特首先提出了(le)量(liang)(liang)子场(chang)方(fang)(fang)程,在符合(he)相对(dui)论的(de)(de)(de)前提下产生弱(ruo)电(dian)对(dui)称破缺。同(tong)年,彼得·希(xi)格(ge)(ge)斯(si)提出了(le)同(tong)样(yang)的(de)(de)(de)方(fang)(fang)程,并且指出这(zhei)(zhei)(zhei)(zhei)个(ge)场(chang)中的(de)(de)(de)涟漪会表现为一种新的(de)(de)(de)粒子,并进而(er)假(jia)设这(zhei)(zhei)(zhei)(zhei)种粒子是(shi)物质(zhi)的(de)(de)(de)质(zhi)量(liang)(liang)之源,是(shi)电(dian)子和(he)夸克等形成(cheng)质(zhi)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)基础。其(qi)他粒子在这(zhei)(zhei)(zhei)(zhei)种粒子构成(cheng)的(de)(de)(de)“海洋(yang)”中游(you)弋,受(shou)其(qi)作用(yong)而(er)产生惯性,最(zui)终才(cai)有(you)了(le)质(zhi)量(liang)(liang)。尔(er)后(hou)所有(you)的(de)(de)(de)粒子在除引力外的(de)(de)(de)另几种力的(de)(de)(de)框架(jia)中相互作用(yong),统一于“标准模型”之下,构筑成(cheng)大千世界(jie)。这(zhei)(zhei)(zhei)(zhei)个(ge)被假(jia)定(ding)为一种遍布于宇宙(zhou)的(de)(de)(de)量(liang)(liang)子场(chang),后(hou)来(lai)称为希(xi)格(ge)(ge)斯(si)场(chang)。而(er)遵(zun)照量(liang)(liang)子场(chang)论,这(zhei)(zhei)(zhei)(zhei)个(ge)量(liang)(liang)子场(chang)都有(you)其(qi)特定(ding)的(de)(de)(de)演化方(fang)(fang)式(shi),其(qi)能(neng)量(liang)(liang)呈一团(tuan)(tuan)团(tuan)(tuan)的(de)(de)(de),集(ji)中在一起,这(zhei)(zhei)(zhei)(zhei)些能(neng)量(liang)(liang)团(tuan)(tuan)可以诠释为对(dui)应于这(zhei)(zhei)(zhei)(zhei)量(liang)(liang)子场(chang)的(de)(de)(de)粒子,这(zhei)(zhei)(zhei)(zhei)就是(shi)希(xi)格(ge)(ge)斯(si)玻(bo)色子。
若该(gai)粒子(zi)出现(xian),物(wu)质质量起(qi)源之(zhi)谜也将会揭开;若该(gai)粒子(zi)不(bu)存(cun)在(zai),理论(lun)上只(zhi)能(neng)要求所有(you)粒子(zi)无(wu)一例外(wai)地必(bi)须完全没有(you)质量,这无(wu)疑(yi)与现(xian)行的(de)实验观察相矛盾。令人震惊(jing)之(zhi)处就是(shi):物(wu)理学(xue)家们若要重新评估该(gai)论(lun)述,其意义可不(bu)只(zhi)是(shi)一条理论(lun)的(de)修(xiu)改,而(er)是(shi)一场颠覆。于是(shi)希格斯玻色子(zi),成了整个(ge)亚原子(zi)界闻名(ming)遐迩却最(zui)令人迷(mi)惑的(de)小东西(xi)。长期以来,寻(xun)找其踪迹占据着整个(ge)粒子(zi)物(wu)理学(xue)界研究的(de)中(zhong)心。它的(de)标准含义是(shi)粒子(zi)物(wu)理学(xue)标准模(mo)型预言的(de)一种自旋为零的(de)玻色子(zi)。
世人对(dui)希(xi)(xi)(xi)格(ge)(ge)斯(si)(si)玻色(se)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)仰(yang)慕已(yi)久(jiu),却无(wu)(wu)缘识荆。长期以来,物理(li)学(xue)家一直试图揭开希(xi)(xi)(xi)格(ge)(ge)斯(si)(si)玻色(se)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)“面纱”。希(xi)(xi)(xi)格(ge)(ge)斯(si)(si)玻色(se)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)其(qi)实(shi)(shi)无(wu)(wu)法直接观测到(dao),但可(ke)以通过观测到(dao)某种(zhong)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)衰变(bian)之后产生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)光子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)等其(qi)他(ta)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi),反(fan)推这(zhei)(zhei)(zhei)些(xie)光子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)会(hui)不(bu)会(hui)是大(da)型强(qiang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)对(dui)撞(zhuang)(zhuang)机(LHC)中(zhong)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)碰撞(zhuang)(zhuang)产生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)希(xi)(xi)(xi)格(ge)(ge)斯(si)(si)玻色(se)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)衰变(bian)出来的(de)(de)(de)(de)(de)。理(li)论和(he)实(shi)(shi)验(yan)(yan)的(de)(de)(de)(de)(de)发(fa)展,让人们(men)对(dui)所需的(de)(de)(de)(de)(de)能量(liang)有了一个(ge)很好的(de)(de)(de)(de)(de)估计:希(xi)(xi)(xi)格(ge)(ge)斯(si)(si)玻色(se)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)质量(liang)必定介于100GeV到(dao)400GeV之间。这(zhei)(zhei)(zhei)就(jiu)需要找(zhao)一个(ge)相(xiang)当(dang)巨大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)机器——譬如欧核(he)中(zhong)心(CERN)的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)型强(qiang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)对(dui)撞(zhuang)(zhuang)机(LHC),或者费米实(shi)(shi)验(yan)(yan)室的(de)(de)(de)(de)(de)万亿电子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)伏(fu)特(te)加速(su)器(Tevatron)才行。2012年7月(yue)4日,这(zhei)(zhei)(zhei)是个(ge)值得(de)铭记(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)日子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)。在(zai)那(nei)天下午,欧核(he)中(zhong)心(CERN)大(da)型强(qiang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)对(dui)撞(zhuang)(zhuang)机(LHC)的(de)(de)(de)(de)(de)实(shi)(shi)验(yan)(yan)装置的(de)(de)(de)(de)(de)紧凑缪(mou)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)线圈(quan)(CMS)项目和(he)超导环场探测器(ATLAS)发(fa)言人先后向外(wai)界宣称(cheng),他(ta)们(men)观察到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)数据明(ming)确(que)表明(ming)发(fa)现了一种(zhong)新(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)。这(zhei)(zhei)(zhei)种(zhong)新(xin)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)自(zi)旋为(wei)零,处于低能正宇称(cheng)态,符(fu)合“希(xi)(xi)(xi)格(ge)(ge)斯(si)(si)玻色(se)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)”特(te)征。欧核(he)中(zhong)心主任霍(huo)伊(yi)尔在(zai)媒体(ti)发(fa)布会(hui)上将其(qi)称(cheng)之为(wei)一次“发(fa)现”,他(ta)认为(wei)这(zhei)(zhei)(zhei)是人们(men)“理(li)解自(zi)然的(de)(de)(de)(de)(de)一个(ge)里程碑”。
5.下面(mian)有关“希格(ge)斯玻色子”的表述,不正确的一(yi)项是(shi)
A.希格斯玻(bo)色子因为神(shen)秘(mi)、难以(yi)寻觅、极为重要(yao),被(bei)称(cheng)作“上帝粒子”。
B.希格斯玻色子是粒子物理学(xue)标准模型(xing)预言的一种自旋速度为零的基本粒子。
C.根据量(liang)子场论,希格斯(si)(si)玻色(se)子是希格斯(si)(si)量(liang)子场的集中的能量(liang)团。
D.希(xi)格(ge)斯玻色子(zi)是电(dian)子(zi)和夸克(ke)等形(xing)成重量的基础,其质量必定介于100GeV到(dao)400GeV之间。
6.下列理解符合原文意思的一项是
A.比(bi)利时理(li)论物(wu)理(li)学(xue)(xue)家(jia)弗(fu)朗索瓦·恩格勒和英(ying)国(guo)理(li)论物(wu)理(li)学(xue)(xue)家(jia)彼得·希(xi)格斯因成功(gong)地证(zheng)实了希(xi)格斯玻色子而(er)获得2013年诺(nuo)贝尔物(wu)理(li)学(xue)(xue)奖。
B.理论物理学家建立了现代标准(zhun)模型,预言了62种基本粒子的存在,这(zhei)些粒子在4种力的相(xiang)互(hu)作用(yong)下,构成了大千世界。
C.如果希(xi)格斯玻色子(zi)未被证实(shi),那么理论上所有(you)粒(li)子(zi)将没有(you)质量,现在的一(yi)切(qie)有(you)关(guan)粒(li)子(zi)物(wu)理学的理论将被全部否定。
D.希格斯玻色子(zi)只能(neng)通(tong)过功能(neng)相当巨大的大型强(qiang)(qiang)子(zi)对撞(zhuang)机才能(neng)直(zhi)接观察到。如欧核中心(CERN)的大型强(qiang)(qiang)子(zi)对撞(zhuang)机(LHC),或(huo)者费米实(shi)验室的万亿电子(zi)伏(fu)特加速(su)器(Tevatron)。
7.根据原文提供的信息,下列推(tui)断或分析不正确的一项是(shi)
A.很多科学研究和(he)发现,包括希(xi)格斯玻色子都是在假设的基础上实现的。
B.欧(ou)核中(zhong)心主任霍(huo)伊尔在(zai)媒体发(fa)布会上把证(zheng)实希(xi)格斯玻色子称之(zhi)为(wei)一次“发(fa)现(xian)”,是因为(wei)这是人们“理解自然的一个(ge)里程碑(bei)”。
C.彼得·希格斯(si)提出(chu)了量子场方程,指(zhi)出(chu)在这(zhei)个量子场中会表现为一(yi)种玻色子的新(xin)粒子,因此就以其名来命名为希格斯(si)玻色子。
D.证实(shi)希格(ge)斯玻色子一(yi)直是整个粒子物理(li)学界研究的重(zhong)要内容(rong),无数科学家为(wei)之付(fu)出了很多心血。
5.D(希格斯玻色子是电子和夸克等形成质量的基础)…查看完整高中传记类阅读训练答案100则(本题在答案页第1页) …7.B(是因(yin)为希(xi)格斯玻色子(zi)是自然存在(zai)的,所以(yi)称(cheng)之(zhi)为“发现”,强(qiang)加因(yin)果)