科学变得简单：什么是希格斯玻色子（上帝粒子）？

时间：2022-05-07 10:58:14来源：

紧凑型μon螺线管（CMS）是大型强子对撞机（LHC）的通用探测器。它具有广泛的物理程序，范围从研究标准模型（包括希格斯玻色子）到搜索可能构成暗物质的额外尺寸和粒子。CMS检测器围绕一个巨大的电磁线圈构建。它采取超导电缆的圆柱形线圈的形式，产生4特斯拉的磁场，约为地球磁场的100,000倍。磁场由钢制“轭”限制，该“轭”构成了探测器14,000吨重量的大部分。

希格斯玻色子是与希格斯场相关的基本粒子，该场将质量赋予其他基本粒子，例如电子和夸克。粒子的质量决定了它在遇到力时能够抵抗改变速度或位置的程度。并非所有基本粒子都具有质量。作为光的粒子并承载电磁力的光子根本没有质量。

希格斯玻色子由彼得·希格斯，弗朗索瓦·恩格勒特和其他四位理论家于1964年提出，以解释为什么某些粒子具有质量。科学家通过2012年在瑞士CERN的大型强子对撞机（LHC）上进行的ATLAS和CMS实验证实了它的存在。这一发现导致希格斯和恩格尔特获得了2013年诺贝尔物理学奖。

完全插入液态氩低温恒温器后，第一个ATLAS内部探测器端盖。

科学家现在正在研究希格斯玻色子的特性，以确定它是否与粒子物理学标准模型的预测精确匹配。如果希格斯玻色子偏离模型，则可能为仅通过希格斯玻色子与其他标准模型粒子相互作用的新粒子提供线索，从而导致新的科学发现。

大型强子对撞机隧道。

欧洲核子研究组织的大型强子对撞机是世界上能量最高的对撞机。目前，它是科学家们唯一可以创造和研究希格斯玻色子的地方。美国能源部科学办公室（SC）贡献了重要的加速器磁铁，以帮助建造大型强子对撞机。DOE还为LHC计划中的许多科学家，工程师和技术人员提供支持。大型强子对撞机拥有4个大型实验性粒子探测器，其中2个得到了SC高能物理办公室的部分支持：ATLAS和CMS。美国研究人员分别约占ATLAS和CMS合作的20％和25％。他们还在每个实验的许多方面发挥领导作用。这些实验正在对希格斯玻色子的性质进行精确的测量，以确定它是否符合标准模型的预测或为新物理提供线索，探索新粒子及其相互作用以及识别暗物质的新物理。