玻色子名字来源-word文档资料
近代发现史上人类智慧最伟大的成就之一希格斯玻色子的发现及其科学意义
世界科学２０１２．８●自从首次预测希格斯粒子存在的50年以来，科学家终于宣布，世界上最期望已久的粒子终于在大型强子对撞机上被检测到。
在瑞士日内瓦附近欧洲核子研究中心（CERN ）的礼堂内，充满了经久不息的热烈掌声、口哨声和欢呼声。
这一突破意味着解释所有已知粒子以及作用于它们的各种力的粒子物理学标准模型，可望得以完成。
发现希格斯玻色子！欧洲核子研究中心（CERN ）负责人7月4日宣布，质量约为125至126GeV 的希格斯玻色子分别在大型强子对撞机（LHC ）上的CMS 和ATLAS 子探测器上被发现，确定性水平，或者说标准偏差分别为5西格玛。
即使按照粒子物理学家的严格标准，从统计学的角度来看，也足可以认定这种粒子已被发现。
“我认为我们已经发现了它，”CERN 总干事罗尔夫·霍耶尔（Rolf Heuer ）在当地时间上午9时开始的久已期盼的新闻发布会即将结束时宣布道。
CMS 项目组的乔·英卡代拉（Joe Incan -dela ）和ATLAS 项目组的法比奥拉·贾诺蒂（Fabiola Gianotti ）报告称发现了质量约为125至126GeV 的希格斯玻色子，并达到5西格玛的标准偏差。
这一结果与去年12月这两个项目组宣布的在统计学意义上稍逊的发现希格斯粒子“迹象”的报告大致相同。
3日晚约11时，人们就开始井然有序地进入礼堂所在地，并在外露营休息，而于4日早上才开始排队准备进入的许多人，却因人满为患而被拒绝进入。
之前的几天里，各种传言、小道消息和炒作满天飞舞，但事实上，发现希格斯粒子几乎是可以肯定的，所以结果并不令人意外。
人们有信心相信，一定会是如预期的最好结果。
希格斯玻色子赋予所有基本粒子以质量，是所有物质存在的基础，是希格斯场的最基本单位。
希格斯场是一种包罗万象的实体，所有粒子都从中通过。
有些粒子，如光子，可以不受阻碍地从中通过，它们是无质量的。
而其他一些粒子则更像被困糖浆中的蝇子一样必须用力才能通过。
玻色：他和居里夫人,爱因斯坦共事合作,理论成果丰硕,却没有得诺贝尔物理学奖!
导读：玻色的全名是萨特延德拉·纳特·玻色。
是一个对粒子物理做出卓越贡献的人。
本章旨在告诉大家，所有的例子，不是费米子，就是玻色子。
这是第十四章，我的行文脉络到此思维还是清晰的，前言写出了为什么继续写这本书。
第一章就阐明了我的一个总的基调，然后从EPR之争，贝尔不等式开启了本篇的内容。
之后介绍了经典物理史的发展，再介绍了量子力学的发展历史。
这两章内容，大概占到了3万多字，看似枯燥，但其实内容庞大，对这两章内容熟悉，我们就能对整个物理发展史有一个大概的了解。
接着是来介绍和光有关的各种实验，直到第十三章才进行了光知识的总结性认识。
但还不够究竟，所以我们还要继续深入量子力学的点滴。
那么就必须走近量子力学的众多粒子世界，这就是为什么要写这一章内容。
在介绍粒子世界的开始，我给大家截一张图。
大家先看这张图，就能理清了众多粒子的归属。
然后再慢慢一步步深入了解。
从上图我们可以看出，量子力学的分支粒子物理是如何划分粒子的。
1、基本粒子分为两类，就是我们常说的费米子和玻色子。
2、下来是复合粒子，分为强子和其他粒子。
3、假想的基本粒子，所谓假想，即是没有被真正发现的粒子。
还停留下理论预言阶段。
4、还有假想复合粒子。
5、最后是准粒子。
我们这一章不对具体的粒子做介绍，我们的任务是要理解和了解粒子是如何划分的，是根据什么来分类的？这样做的目的，是为了后面，我们能够更深入的解释和理解量子物理学的种种现象。
首先来认识一下什么叫费米子。
费米子(fermion)：费米子是依随费米-狄拉克统计、角动量的自旋量子数为半奇数整数倍的粒子。
费米子得名于意大利物理学家费米，遵从泡利不相容原理。
根据标准理论，费米子均是由一批基本费米子组成的，而基本费米子则不可能分解为更细小的粒子。
费米子包括所有夸克与轻子，任何由奇数个夸克或轻子组成的复合粒子，所有重子与很多种原子与原子核都是费米子。
术语费米子是由保罗·狄拉克给出，为纪念恩里科·费米在这领域所作的杰出贡献。
量子力学中的费米子与玻色子
量子力学中的费米子与玻色子量子力学是现代物理学中的一个重要分支，研究微观领域的物质行为。
在量子力学中，存在着两种基本的粒子类型，分别是费米子和玻色子。
费米子和玻色子的性质和行为在量子力学中起着重要作用，并且对于我们理解微观世界具有深远的影响。
费米子是由意大利物理学家费米提出的，它们遵循了费米-狄拉克统计。
根据费米-狄拉克统计，两个费米子不能处于完全相同的量子态。
也就是说，费米子具有相互排斥的性质，这被称为“泡利不相容原理”。
泡利不相容原理的一个重要结果是电子排布在原子中的规则，即充满能量最低的量子态，这就解释了为什么原子中的电子排布是如何的。
费米子的另一个特点是它们具有半整数的自旋。
自旋是粒子的一个内禀性质，类似于一个围绕其自身轴旋转的时钟指针。
费米子的半整数自旋决定了它们的统计行为，使得它们遵循费米-狄拉克统计。
常见的费米子包括电子、中子和质子等。
相反，玻色子是由印度物理学家玻色提出的，它们遵循了玻色-爱因斯坦统计。
根据玻色-爱因斯坦统计，多个玻色子可以处于相同的量子态，同时具有相同的能量和动量。
这意味着玻色子具有相互吸引的性质，可以形成一种称为“玻色凝聚”的现象。
玻色凝聚是固体物质变为超流体和超导体的基础。
玻色子的另一个特点是它们具有整数的自旋。
这种整数自旋使得玻色子具有特殊的统计行为，不同于费米子。
在自旋为整数的玻色子中，最著名的是光子，它是构成电磁波的基本粒子。
此外，超冷原子气体中的玻色子也展示了许多有趣的现象，例如玻色-爱因斯坦凝聚。
费米子和玻色子的区别不仅仅局限于它们的统计行为和自旋。
它们在相互作用和组成物质等方面也存在差异。
这些差异使得费米子和玻色子在不同的物理系统中具有不同的行为。
例如，在凝聚态物理中，费米子负责组成晶格中的电子壳层，决定了材料的电导性质；而玻色子则负责描述声子的振动，影响热传导等性质。
另外，费米子和玻色子的研究也为我们了解宇宙奠定了重要基础。
例如，宇宙中的暗物质，相信是由一种或多种未知的费米子构成的。
希格斯粒子
希格斯玻色子又称希格斯粒子，将它称为“上帝粒子”，是因为它是基本粒子的质量之源。
我们知道，物体由分子、原子构成，原子由质子、中子组成的原子核和绕核旋转的电子构成。
而质子和中子都由夸克和胶子组成，夸克、胶子和电子等至今为止没有发现有更深层次的结构，因此被称为基本粒子。
简单地讲，有了希格斯粒子，基本粒子才有质量，有了质量才产生引力，才会有宇宙中的元素、恒星、行星和生命。
按照物理学标准模型，物质的质量来自两部分，一部分是夸克、电子等基本粒子的质量；另一部分则是基本粒子相互作用产生的结合能，这部分占的比重其实还要更大。
另外在物理学标准模型的62种基本粒子中，其他61种都已被实验证实了存在，只有希格斯粒子这关键一环仍然悬而未决，它的难以捉摸也让研究者多了几分敬畏根据物理学标准模型和大爆炸理论，我们的宇宙起始于一次大爆炸。
大爆炸刚发生时，无数的正反粒子同时产生，轻子和夸克通过与希格斯场的相互作用获得了质量。
这些粒子凝聚成物质，通过长时间的演化形成了星系。
而希格斯粒子的使命，在137亿年前的宇宙大爆炸初始就已经完成了。
现在物理学家要再次寻获希格斯粒子的踪迹，就只有建造能量强大的对撞机，在里面给两束高能粒子进行加速、对撞，来模拟宇宙开始的时刻，在实验室里重新“复活”希格斯粒子。
在理论物理学领域，标准模型并不是唯一的金科玉律。
其他还有像超对称理论，认为存在多种希格斯粒子，且与标准模型当中的希格斯粒子有很大不同；而霍金等一些科学家则支持超弦理论，这种理论能把包括引力在内的自然界全部4种基本作用力统一起来，这是标准模型和超对称理论做不到的；但超弦理论中并没有希格斯粒子的位置。
正因为这个，霍金才会出100美元跟人打赌说希格斯粒子并不存在，不过他打输了。
物理学标准模型不是万能的，像暗物质、暗能量、物质与反物质不对称等问题，它都不能解释。
而根据现有理论，我们的宇宙组成中有73%是暗能量，23%是暗物质，只有4%是目前理论所能解释的物质。
希格斯玻色子为什么被称为“上帝粒子”？没有它就没有一切
希格斯玻色子为什么被称为“上帝粒子”？没有它就没有一切“希格斯粒子”（Higgs particle）与空间中的物体的质量的形成有关。
有了质量，粒子才会结合为原子，有了原子，才会有分子，有了分子，才能有物体。
因此，“希格斯粒子”被认为是一种形塑了世界万物的粒子，没有它，就没有人们所见的世界，可能这就是为什么它会被赞誉为“上帝粒子”（God particle）的原因。
上个世纪六十年代，英国物理学家彼得·希格斯（Peter Higgs）开始尝试研究物质拥有质量的根本原因。
需要知道的是，“质量”不只简单地代表物体所含的物质的量，它的另一个意义在于物体获得加速度的难度。
举个例子，一辆较重的大卡车要刹车或加速，肯定会比一辆较轻的小轿车困难得多，用的时间长，需要的能量也大。
加速的难度越大，质量越大。
据说，希格斯在一次野外散步的时候突发奇想，认为空间就像水，水中的物体在运动时会遇到阻力，让运动变得困难，相应地，粒子穿行于空间中，也应该承受某种“阻碍”，使其需要有所付出才能获得加速度，在宏观世界中体现为“质量”。
空间中的这种使物质获得质量的机制，被称作“希格斯场”（Higgs field）。
理论物理学家布莱恩·葛林（Brian Greene）曾经提到过一个很有意思的比喻：可以把“希格斯场”想象成“狗仔队”，把空间中的各种物质看作“明星”。
“狗仔队”看见明星就会一拥上前，将其团团围住，而明星则必须要使劲往前挤才能逃走；明星挤得越费劲，与狗仔队的互动越多，受到的阻碍越大，当然也从侧面说明，他的“名气”越大。
演员们的名气，就等价于物质的“质量”。
由于演员们的名气有大有小，相应地，不同物质（基本粒子）的质量也各不相同。
比如，光子的（静止）质量是零，因此光能以理论上空间中的最快速度运动。
后来，欧洲核子研究组织（CERN）在日内瓦建造了一座“大型强子对撞机”（LHC），科学家们开始尝试把粒子加速到接近光速的速度，希望能从空间中找到“希格斯场”中的粒子，也就是“希格斯粒子”，以此验证希格斯的理论。
玻色-聂榕
谢 谢 ！
图中的干涉图是激光吸收图， 图中的干涉图是激光吸收图，图形宽度 1.1毫米 干涉图形的条纹间距为15 毫米， 15微 为1.1毫米，干涉图形的条纹间距为15微 米，
这对应着非常大的物质波长， 这对应着非常大的物质波长，常温下的原子德 布洛意波长只有0.05纳米，小于原子的尺度。 0.05纳米 布洛意波长只有0.05纳米，小于原子的尺度。 因此这是一个重要的冷凝态相位相关现象 。
BEC的实现
JILA科学家首次实现的玻色爱因斯坦凝聚是一个 小的可怜的铷原子球，直径只有约20um，但确实是 人们盼望已久的新物态—BEC，表现出了三个特征： 第一，在一个很宽的热速度分布上出现一个很窄的尖 峰，尖峰在零速度位置上；第二，处于这个低速峰上 的原子数随着温度的下降而急剧的增加；第三，这个 峰出现非热的、各向异性的速度分布。
三、原子激光
• 玻色爱因斯坦冷凝态间的干涉现象 相位关联是玻色爱因斯坦冷凝态的一个重要 的物理性质，MIT小组通过把冷凝态分为两部分而 的物理性质，MIT小组通过把冷凝态分为两部分而 观察而观察到了它们之间的干涉图样。 观察而观察到了它们之间的干涉图样。证明了相 位关联现象的存在。 位关联现象的存在。 • 在两部分冷凝态之间的干涉实验中，用激光束对 在两部分冷凝态之间的干涉实验中， 原子的排斥力将冷凝态分为两部分， 原子的排斥力将冷凝态分为两部分，冷凝态被分 为两部分之后被排出阱外在引力场中自由下落， 为两部分之后被排出阱外在引力场中自由下落， 40毫秒之后 毫秒之后， 40毫秒之后，两部分相位相关的原子云在下落过 程中互相扩大到一起， 程中互相扩大到一起，因为它们之间的相位是一 致的，故在原子云叠加的区域出现了干涉现象。 致的，故在原子云叠加的区域出现了干涉现象。
2013年诺贝尔物理学
获奖理由：因希格斯玻色子的理论预言获奖。 希格斯玻色子(Higgs boson)又称上帝粒子 (God particle)，是粒子物理学标准模型预言 的一种自旋为零的玻色子。它是标准模型中 最后一种未被发现的粒子。它可以帮助解析 为何其它粒子会有质量。
理论缺陷 虽然发现希格斯粒子（标准模型难题中缺失 的一部分）是一个伟大的成就，但是标准模 型并不是宇宙难题中的最终一块。其中一个 原因是标准模型认为特定粒子，中微子，是 几乎没有质量的；而研究显示，它们实际上 是有质量的。另一个原因是，模型仅能描述 可见物质，而可见物质只占宇宙中物质的五 分之一。寻找神秘的暗物质是欧洲核子中心 科学家继续追寻未知粒子的目的之一
获奖意义
2013年的诺贝尔物理学奖比往年更醒目，不光因 为许多人一两年前就猜中了结局，也因为上帝粒 子本身无比关键，证实了它，宇宙微观构造图一 段众所瞩目的虚线，就可以填实了。
获奖科学家提出的理论解释了粒子如何获得质量， 有助于人类了解亚原子粒子质量的起源 。
清华大学教授何红建长期研究质量起源，他评论说‚这是一 份沉甸甸的诺奖。上帝粒子’是描述自然界基本结构的‘标 准模型’中最后一个被发现的粒子，也可以说是最重要的一 个粒子，它涉及自然界一切基本粒子质量的起源，故名为 ‘上帝粒子 。 欧洲核子研究中心主任罗尔夫·霍伊尔表示，发现希格斯 玻色子标志着全世界众多研究者数十年来智力努力的高峰 瑞典皇家科学院认为，发现相关理论成就巨大，但发现 希格斯玻色子并非完成宇宙谜题拼图的最后一块。这一 模型仅描述了宇宙可见物，只占到整个宇宙物质的五分 之一，更多神秘的未知领域还有待更多科学家去探寻 作为英国爱丁堡大学的名誉教授，希格斯通过该 大学发表声明说，希望他的获奖能让人们更加重 视那些‚看似没有什么实际价值‛的基础研究
西格斯粒子
西格斯粒子一、什么是西格斯粒子？西格斯粒子（Higgs boson），又称希格斯玻色子，是一种基本粒子，由英国物理学家彼得·希格斯等人在1964年提出。
它是标准模型中的最后一个未被实验观测到的粒子，也是标准模型中解释质量来源的核心部分。
二、西格斯粒子的重要性1.解释质量来源：根据标准模型，物质的质量来自于与之相互作用的希格斯场。
通过与希格斯场相互作用，其他基本粒子获得了质量。
因此，西格斯粒子对我们理解物质的起源和性质具有重要意义。
2.验证标准模型：标准模型是描述基本粒子和其相互作用的理论框架。
西格斯粒子的发现验证了标准模型中关于希格斯场和质量生成机制的预言，进一步巩固了这个理论框架在物理学中的地位。
3.探索新物理：除了验证标准模型外，西格斯粒子还可能为揭示更深层次的物理学提供线索。
通过研究西格斯粒子的性质和相互作用，科学家可以进一步探索超出标准模型范围的新物理现象。
三、西格斯粒子的发现1.大型强子对撞机（LHC）：为了寻找西格斯粒子，科学家在瑞士日内瓦建造了世界上最大的粒子加速器——大型强子对撞机。
LHC能够以接近光速将质子加速到高能状态，并使它们在加速器环中相互碰撞。
2.ATLAS和CMS实验：LHC上有两个主要实验，分别是ATLAS实验和CMS实验。
这两个实验利用巨大的探测器来记录碰撞过程中产生的各种粒子。
科学家通过分析这些数据，寻找与西格斯粒子相关的特征。
3.2012年发现：在2012年7月4日，ATLAS和CMS实验宣布，在之前进行的实验证明中发现了一种新粒子，其质量约为125 GeV/c²，符合希格斯玻色子（即西格斯粒子）的预期。
四、西格斯粒子的性质和特征1.质量：西格斯粒子的质量约为125 GeV/c²，相对较轻。
2.自旋：西格斯粒子的自旋为0，这意味着它是一种玻色子。
3.衰变模式：西格斯粒子可以通过不同的衰变模式来分解为其他粒子。
常见的衰变模式包括衰变成两个光子、四个轻子（例如电子、μ子等）或两个强子（例如夸克）等。
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玻色子名字来源
“玻色子”以印度物理学家博斯的名字命名
欧洲核研究组织4日宣布发现一种与“上帝粒子”希格斯玻色子相似的亚原子。
这一消息，对于印度物理学界而言，有些自豪感，也有些挫折感。
“上帝粒子”希格斯玻色子的提出者是英国科学家彼
得·希格斯，但是在他之前，“玻色子”这个名称已经出现，而且是以印度物理学家萨蒂延德拉·纳特·博斯的名字命名。
博斯1894年出生在加尔各答，在加尔各答大学和达卡大学任教。
1924年，他给阿尔伯特·爱因斯坦写信，提出一个关于光粒计算的重要理论，后来，爱因斯坦将这一理论扩展到特定类型的原子。
爱因斯坦认为，如果这种类型的原子气体被降低到极低的温度，那么所有的原子就会突然聚集在一种尽可能低的能量状态。
这种过程与从气体中滴下一滴冷凝液体相似。
这一理论后来被称作“博斯-爱因斯坦冷凝现象”。
博斯的理论和发现，成为描述两种基本级别的亚原子粒子的基础，这两种亚原子后来分别以博斯和意大利科学家恩里科·费尔米的名字命名，称作玻色子和费米子。
再后来，不少研究玻色子的科学家相继获得诺贝尔物理奖，但博斯从未得到这一殊荣。
为纪念博斯，印度在加尔各答设立萨蒂延德拉·纳特·博斯国家中心。
供职在这座物理研究机构的天体物理学家阿尔沙内·马宗达4日告诉法新社记者，若非生在殖民年代，博斯会更为世人所知。
“如果那时候的印度是一个独立国家，博斯会比今天更获得外界的认可。
”
博斯1954年在印度获得第二高平民荣誉帕德马·威布山奖，1974年去世。