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「上帝的粒子」

2008-09-12 10:41迴響:22點閱:4146

這幾天,讓我最關心的新聞除了一級方程式賽車,就是那個地下一百公尺、長達二十七公里追尋「上帝的粒子」的龐大計畫(LHC)。它對我的意義,主要是這個世界上有幾十個國家、一大群人,正孜孜矻矻地,願意為夢想與科學實踐上幹點「正事」,其中,包括大陸中科院高能物理研究所的科學家。我每天花一、兩小時耗在中外網上,觀看這個讓英國物理學家霍金,押下一百美元打賭LHC實驗找不到被喻為「上帝粒子」的「希格斯粒子」(Higgs)

我瞎讀了一些報導後,對於這個我私稱「物質究竟」的熱鬧,不要說得其門而入,連門兒都沒有。它跟黑洞到底有什麼關係?實驗意義及目的為何?要過濾出人、物、線上諸多消息來源,對無足夠物理基礎的我來說,實夸父追日、不自量力之笑舉。可大外行就不能有興趣嗎?這是心虛之言。但我不怕鬧笑話,不懂就虛心請教,這篇文章目的就是希望有相關專家能驚鴻一瞥,就自私說吧,能為我個人解釋、解釋(LHC)。

 

就在股溝一般搜索打上「Higgs particle」,如果資訊排序沒改變、您的電腦沒意外,在第二位會出現www.physlink.com/education/網站「What is a Higgs Particle?

 

The Higgs particle is as yet a hypothetical particle invoked to explain why the carriers of the electroweak force (the W and Z bosons) have mass. Quantum electrodynamics requires the photon to have zero mass (which is good because indeed it does), but early attempts to develop and electroweak theory also required the bosons to be massless, (which is bad because then they would be as abundant as the photon in the universe, which indeed they are not). Peter Higgs and two Belgian researchers (who worked independently of Higgs) come across the same idea for settling the puzzle in 1964. If there is an otherwise undetectable field filling the universe (now called the Higgs field), it could have associated with it a previously unknown kind of boson, the Higgs particle, which has mass. This would allow any photon-like particle to become massive by swallowing up a Higgs boson. It is possible, but not proven, that all-massive particles get their mass this way.

 

Answered by: Dan Summons, Physics Undergrad Student, UOS, Souhampton

 

叭啦叭啦…相關資訊若江海之廣,就隨便舉個例,單單「the W and Z bosons,」就花了我一小時枯搜,沒辦法,閱讀能力有限,又眼高手低,不太信任大部份的國內外電譯稿,漫漫茫茫中,抓不到要領,最末自己都覺得:「這一頭熱地幹什麼?真浪費時間,增進自己的學習與討論能力沒有?」

 

後來上路透社,我坑坑巴巴的英文能力,讀這類物理科技新聞都力有未逮,仍再找ABCBBCtelegraph.co.uk等,我的閱讀速度於查找科技字典間,降到大概一小時8-10個行句之間。如果上西方專論型的科學網站,我想,那正是鴨子聽雷了。魯賓遜漂流記Daneil Deford說 我的寫作原則,是假設對五百個不同職業的群眾說話,而使每一個人都聽得懂。」可科學不是寫作或新聞報導,說到 Higgs

 

0909acceleratorgraphic750big.jpg

 

圖片來源http://images.theglobeandmail.com/archives/RTGAM/images/20080910/waccelerator10/0909acceleratorgraphic750big.jpg

 

 

隨便上點「小菜」,都不免有宇宙繁浩、望洋興嘆、自覺渺小之緒,這世上真的有些東西不是人人能搞得來的。想到腳下有個27公里長的大東西轟轟烈烈,只能錦上添花,向科學家窮究的毅力致敬!還有個雜想,知識的力量,其碼得先來自語言,無怪當年大唐三藏玄奘法師求法要精學梵文...

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引用:http://blogger.chinatimes.com/chingwuu/archive/2008/09/12/321941.html
2008-09-12 10:41作者:輕五分類:瞎說迴響:22點閱:4146

迴響與引用列表

回應: 「上帝的粒子」

LHC 還可以用來尋找重力子,還有證實宇宙是否有其他空間度,如果撞擊後短暫出現的粒子之後又無端消失,可能的解釋之一就是宇宙空間不只三度。
LHC 還被寄予厚望,希望能證實電弱力與強力原為同一力。重力、強力在宇宙的夸克期從那「超力」一個個分出來,現在要還原回去,得把對撞機加速到當時宇宙粒子能量狀態。當時宇宙只有0.000000000001 秒「老」,無物質,只有夸克膠子漿,由輻射主宰,非常高能。
LHC 也得印證「標準模型」的有效性。「標準模型」現在 so far so good,但是還沒完全證實。
還有 LHC 也有可能造出微型黑洞,科學家們會非常高興。
LHC 是internet 的發祥地,未來也還有可能發明新科技。
電子科技在一百年前無法想像今天的樣子。LHC 有可能弄出未來一百年後才有用的新科技,我們現在完全想像不出來的東西。

2008-09-16 09:08 GolfNut

回應: 「上帝的粒子」

非常謝謝張與GolfNut
此外 我在想如果這次實驗找不著希格斯粒子
大強子對撞機還能做些什麼用途?

2008-09-13 14:46 輕五

回應: 「上帝的粒子」

是的,物質粒子都是費米子,帶力粒子是玻色子。希格子是玻色子之一,也是唯一還沒被證實的玻色子。其他的像膠子、光子、重力子、還有W+, W-, Z0都已知了。

2008-09-13 08:24 GolfNut

回應: 「上帝的粒子」

多謝GolfNut 的耐心解釋
費米子是物質粒子。
因此您解釋質子中子
與電子
費米子→輕子→電子、陶子、渺子﹞合成原子
其所構成都是物質粒子是嗎?
她們全部都靠玻色子以力來作用?
張先生之前留言說希格斯粒子只是玻色子之一種
重力是重力子負責
如果四者缺一呢
就沒有力作用囉?
是這樣嗎?



2008-09-13 07:04 輕五

回應: 「上帝的粒子」

『什麼是交互作用?』

交互作用是二或多粒子間發生的,對各該物產生影響的作用,作用靠力來傳達。以強交互作用﹝也叫強力﹞為例,膠子把兩顆上夸克和一顆下夸克「綁」在一起,形成質子。所以質子帶 +2/3+2/3-1/3=+3/3=+1 荷電;膠子也把兩顆下夸克和一顆上夸克「綁」在一起,形成中子。所以中子帶 +2/3-1/3-1/3=0 荷電。即不帶電。
我們宇宙大部分已知物質都是由原子形成的。也就是說,由上、下夸克形成質子中子等﹝定義從上至下是這麼來的:費米子→強子→重子→核子→中子、質子﹞,再與電子﹝定義從上至下是這麼來的:費米子→輕子→電子、陶子、渺子﹞合成原子。
費米子是物質粒子。上面所說的「形成」靠的是非物質粒子,也就是玻色子來達成。所以玻色子負責力,而力,就是交互作用。
宇宙四種已知力和它們的負責粒子關係如下:
重力→重力子
強力→膠子﹝八種﹞
弱力→W+, W-, Zº﹝能使中子與質子互變﹞
電磁力→光子

2008-09-13 01:31 GolfNut

回應: 「上帝的粒子」

『夸克比輕子小嗎?』

如果我們比大小講的是質量的話,最大的輕子是陶子,跟魅夸克相當;渺子跟惑夸克相當;電子則太輕了,最輕的上、下夸克也比電子重幾倍到十幾倍。所以由三顆上、下夸克組成的核子﹝質子、中子等,俱屬重子類﹞才會比電子大許多。這也是為什麼原子的質量大部分集中在原子核的根本原因。

基本粒子簡介:
http://blog.udn.com/GolfNut/2126764

『神子、希格場、標準模型、相對量子論─人類的努力、挫折、與希望』:
http://blog.udn.com/GolfNut/2131937

2008-09-13 01:03 GolfNut

回應: 「上帝的粒子」

『至於玻色子的交互作用就包括電磁交互作用(由光子負責)、弱交互作用(由Z、W+、W-三種玻色子負責)、強核力(由膠子負責),最後就是重力(由希格斯粒子負責--如果真的存在的話)』

重力是由重力子負責的。前三個都對了。

2008-09-13 00:35 GolfNut

回應: 「上帝的粒子」

歡迎GolfNut 漫遊

2008-09-12 21:30 輕五

回應: 「上帝的粒子」

多謝張的解釋
下午防颱去了
我夠不上物理迷
恰巧對這問題有興趣而已...
唉...佛陀比上帝大

2008-09-12 21:27 輕五

回應: 「上帝的粒子」

不好意思,野人獻曝一下。這是我的部落格:
http://blog.udn.com/GolfNut
我上 udn 搞這個部落格兩個多月了,共寫了十五篇有關現代物理的小文。其他是古文和高爾夫。LHC 啟用之後我發現對撞機把我寫過的東西全串起來了,因此前天再補一篇『LHC 明天啟用,十月對撞』在此:
http://blog.udn.com/GolfNut/2203233
人家說「不揣鄙陋」,認識我的人都知道我還真是不揣鄙陋。喜歡物理的人不多,好不容易找到同行,歡迎參考,並請不吝批評指教。

2008-09-12 16:18 GolfNut

回應: 「上帝的粒子」

這個實驗的確非常讓人興奮
我等不及要知道10/12 對撞的結果

雖然霍金從前有三次打睹已經輸了兩次
不過這次我是站在霍金這邊
我不認為可以找到所謂的「上帝的粒子」
原因是上帝所創造的所有創造物
人類還沒有一樣複製成功過

2008-09-12 15:41 漫遊

回應: 「上帝的粒子」

目前夸克家族與輕子家族都有六種粒子, 各有大小, 所以無法說夸克與輕子孰重孰輕.

至於玻色子的交互作用就包括電磁交互作用(由光子負責)、弱交互作用(由Z、W+、W-三種玻色子負責)、強核力(由膠子負責),最後就是重力(由希格斯粒子負責--如果真的存在的話)

2008-09-12 13:08

回應: 「上帝的粒子」

多謝張兄
先問兩個蠢問題
一.夸克比輕子小嗎?

二.您言及...與負責交互作用的玻色子...

什麼是交互作用?

謝謝!

2008-09-12 12:44 輕五

回應: 「上帝的粒子」

科學人雜誌第73期(今年3月號)有詳細的解說, 還用了圖表解釋, 讓我這個門外漢雖然只是一知半解, 至少還能稍微想像. 可惜網站上沒有刊載其內容, 我就野人獻曝一下.

目前為止, 粒子物理的標準模型成功的解釋並預測了許多基本粒子與其交互作用, 例如構成物質的夸克(構成質子與中子)與輕子(電子、微中子等), 與負責交互作用的玻色子. 而希格斯粒子就是屬於玻色子的一種.

之所以需要希格斯粒子是因為原來的標準模型所要求的對稱性會導致與現實不符的推論: 夸克與輕子不能有質量. 而且也無法解釋電磁力可以遠距作用, 弱核力卻只能在極近距離才有作用.

為了解決這些缺陷, 就只能設想空間充滿了只會影響弱核力, 但不與電磁力作用的希格斯粒子. 它限制了弱核力的範圍, 同時也因而賦予了夸克與輕子質量.

這次眾所注目的實驗即是希望能證實這個理論. 我們台灣不但負責製造部分的元件, 也是亞洲唯一擁有第一級電腦運算中心的國家. 日本韓國等其他國家若需要實驗數據來分析, 都必須向我們取得喔.

2008-09-12 12:30

回應: 「上帝的粒子」

不客氣。該期「科學人」對台灣物理學界的參與LHC,也有一篇「撞見台灣」專文報導。

國內新聞報導關心政爭多於科學,能據實報導一二就不錯了,登上頭條是很難的。

2008-09-12 11:58 潘震澤

回應: 「上帝的粒子」

挖靠 這比阿扁貪污走向國際要屌萬倍了

亞洲唯一蒐集實驗資料的網格中心也設在台灣的中研院。

這怎麼沒有頭條啊!

2008-09-12 11:55 輕五

回應: 「上帝的粒子」

網路新聞~~台灣有很重要的參與喔!!好像是很驕傲的事

大強子對撞機計劃由歐洲共同加速器中心(CERN)與全球八十五國科學家合作,台灣的科研團隊包括中研院、台灣大學及中央大學的研究人員,除參與其中兩具偵測器的建造、測試及運轉,亞洲唯一蒐集實驗資料的網格中心也設在台灣的中研院。

國科會國際合作處處長張慶瑞表示,台灣可以參加這項國際級世界科學計劃,代表台灣科學水平已達世界水準,而擁有亞洲唯一網格中心,也代表在亞洲地區扮演領先角色。

2008-09-12 11:52 愛作夢很健康

回應: 「上帝的粒子」

多謝潘兄
您所說這篇讀過的
還是感恩!感恩!

2008-09-12 11:38 輕五

回應: 「上帝的粒子」

你可以找一下今年三月號的「科學人」,裡頭對「大型強子對撞機」及「希格斯粒子」都有詳細介紹。

請參考「科學人」網站:
http://sa.ylib.com/previous/previous.asp?YearMonth=200803&MainType=1

2008-09-12 11:34 潘震澤

回應: 「上帝的粒子」

我不知道臺灣有無人參加LHC
如果有 新聞該跳頭條了吧

2008-09-12 11:27 輕五
共2頁: 1 2 ,目前在第 1

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