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彼得·希格斯
(英國物理學家、諾貝爾物理學獎得主)
鎖定
彼得·希格斯人物背景
彼得·希格斯出生在英格蘭泰恩河畔紐卡斯爾,父親曾在BBC擔任聲音工程師。希格斯童年時患有氣喘,後來因為父親工作的緣故,全家在第二次世界大戰期間搬離泰恩河畔紐卡斯爾,他也因此沒有繼續在學校接受教育。希格斯的父親後來居住在貝德福德,希格斯與母親則留在布里斯托。他後來進入可安文法學校就讀,並受到校友保羅·狄拉克在物理方面的影響。
彼得·希格斯是英國理論物理學家,愛丁堡大學榮譽退休教授,他以希格斯機制與希格斯粒子而聞名於世。他在1950年畢業於倫敦大學國王學院物理學專業,1952年獲得研究生學位,1954年獲博士(分子物理學)學位,1980年到1996年期間曾在愛丁堡大學任教。此外,希格斯還被布里斯托大學、愛丁堡大學、格拉斯哥大學等多所英國名校授予榮譽學位。
2012年7月4日,CERN宣佈LHC的緊湊μ子線圈探測到質量為125.3±0.6GeV的新粒子(超過背景期望值4.9個標準差),超環面儀器測量到質量為126.5GeV的新粒子。而在2013年3月14日,歐洲核子研究組織發佈新聞稿表示,先前探測到的新粒子是希格斯玻色子。希格斯機制廣泛被視為粒子物理學標準模型的重要理論基礎,
彼得·希格斯個人生平
他在1983年成為英國皇家學會會員,並在1984年獲得盧瑟福獎。
2008年成為斯旺西大學榮譽教授。
當地時間2024年4月8日,諾貝爾物理學獎獲得者、英國科學家彼得·希格斯去世,享年94歲。
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彼得·希格斯個人成就
2004年獲得沃爾夫物理學獎。
2010年榮獲櫻井獎。
2012年,史蒂芬·霍金在被訪問時表示,彼得·希格斯應該獲得諾貝爾物理學獎。
2013年10月8日,北京時間18時45分,諾貝爾委員會宣佈,希格斯獲得2013年度諾貝爾物理學獎。
彼得·希格斯學術理論
發現希格斯玻色子
希格斯玻色子是粒子物理學標準模型預言的一種自旋為零的玻色子,至今尚未在實驗中觀察到。它也是標準模型中最後一種未被發現的粒子。英國物理學家希格斯(P.W.Higgs)提出了希格斯機制。在此機制中,希格斯場引起自發對稱性破缺,並將質量賦予規範傳播子和費米子。希格斯粒子是希格斯場的場量子化激發,它通過自相互作用而獲得質量。
希格斯機制是蘇格蘭物理學家彼得·希格斯和其他理論物理學家同時發現的一種物理機制。
在規範場理論中,規範粒子的質量是為對稱性所不允許的。這是楊-米爾斯理論的嚴重缺陷。隨着對對稱性破缺的深入研究,特別是南部-戈德斯通定理的發現,物理學家們發現在規範理論中零質量的南部-戈德斯通粒子能為零質量的矢量規範粒子提供縱向分量,從而賦予它們以質量。
歐洲核子研究中心(CERN)2011年12月13日公佈來自大型強子對撞器(LHC)的重要數據,顯示“可能看到”有“上帝粒子”之稱的希格斯玻色子(Higgs boson)。該理論解釋粒子為何擁有質量,從而演化為我們身邊的萬事萬物,如果這一粒子被確認,那將是100年來人類最偉大的發現之一。
自然界中物體之間的相互作用力可以劃分為4種,即引力(重力)、電磁力、強相互作用力和弱相互作用力。愛因斯坦的相對論解決了重力問題之後,理論物理學家開始嘗試建立統一的模型,以期解釋通過後3種力相互作用的所有粒子。物理學家建立了一套被稱為標準模型的粒子物理學理論,該模型把基本粒子分為夸克、輕子和玻色子3大類,預言了62種基本粒子的存在,而這些粒子基本都已被實驗所證實。但這個模型的致命缺陷是無法解釋物質質量的來源。
為了彌補這個缺陷,英國物理學家希格斯於1964年提出了希格斯場的存在,進而預言了希格斯玻色子的存在。他認為該玻色子是物質的質量之源,其他粒子在它構成的場中,受其作用而產生慣性,最終才有了質量。此後所有的粒子在除引力外的後3種力的框架內相互作用,統一在標準模型之下。這個理論看似和諧,但存在一個非常重要的問題——希格斯玻色子至今仍未被發現。
彼得·希格斯生活軼事
劃時代論文曾被駁回
任教期間,希格斯對質量產生了興趣,並且產生了一種想法:在宇宙大爆炸剛發生的時候,粒子是沒有質量的。但在不到一秒的時間後,它們得到了質量。這是它們在一種場中相互作用的結果。希格斯假定這種場能滲透空間,給每一種和它互動的亞原子微粒以質量。雖然希格斯場會給夸克和輕子以質量,但它所給予的質量對其他亞原子粒子來説無足輕重,比如質子和中子。在這些粒子中,把夸克粘在一起的“膠子”給予了大部分的質量。
1964年,希格斯寫了一篇短小的論文,發表在歐洲核子研究中心(CERN)辦的刊物《物理學通信》上刊登。隨後他又寫了一篇論文投給《物理學通信》,描述一種自己設想的理論模型,就是被稱為“希格斯機制”的模型,但被編輯打回。
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希格斯又在其中加了一個章節,把自己的論文發給頂尖物理學刊物《物理學評論》。次年論文被髮表。差不多在同時,布羅特等數名物理學家也獨立做出了類似的推測。《物理學評論》50週年大慶時,希格斯等6位科學家的類似論文都被評為“里程碑”。
有信心找到上帝粒子
在LHC用液氮冷卻,讓質子以99.99%光速穿過巨大圓環之前,希格斯曾經來到日內瓦看了看這個大到讓人感覺變態的機器。他進入91米深的地下隧道,觀看了LHC的兩隻“巨眼”———記錄器CMS和Atlas。他説:“那個體積一下子就把我壓倒了,人們解決的那些技術難題給我留下了很深的印象。”具有諷刺意義的是,當初正是在CERN供職的編輯槍斃了希格斯的論文。
希格斯表示,他有90%的把握説LHC將會“撞”出希格斯玻色子。他希望能在2013年5月自己過84歲生日之前看到人類發現微觀世界標準模型上的最後一個粒子。“如果我關於質量的預言是正確的,很快就能看到相關數據;但是你公佈這些數據之前要分析它們,這需要一段時間。”記者問希格斯,如果LHC真的像大家期待的那樣發現了“希格斯玻色子”,那他會做些什麼?希格斯靦腆地説:“我應當會打開一瓶東西……”什麼東西呢?“香檳。喝完一瓶威士忌的時間太長了。”那如果不成功呢?希格斯表示如果這次還是沒有成功,他會感到困惑:“如果我是錯的,我會非常傷心。如果沒有找到它,我就會不再理解以前以為理解的東西。”
- 參考資料
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- 1. 歐洲科學家宣佈發現新粒子它99.99994%是“上帝粒子” .新浪新聞[引用日期2016-09-29]
- 2. 曾提出“上帝粒子”,諾貝爾物理學獎彼得·希格斯去世 .鳳凰網.2024-04-10
- 3. 諾獎得主彼得·希格斯去世 曾預測“上帝粒子”的存在 .中新網.2024-04-10[引用日期2024-04-20]