中微子|希格斯场赋予粒子“无中生有”的质量物理学家|科学家

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千变万化的物质是如何产生的？这一话题在哲学史上争论不休，在科学上也一直探究不止。希格斯场为所有基本粒子赋予了质量，但宇宙中的大多数物质似乎来源于其它地方。在宇宙大爆炸之后不久，粒子从能量的衰减中获得了质量，而在宇宙诞生的“零点”时刻，所有的粒子都没有质量，它们在极端炙热的“原始羹汤”以光速移动，在宇宙“原始时期”的某个时点，希格斯场闪亮登场，一旦出世，希格斯场即刻弥漫到“襁褓”或“婴儿”的宇宙，基本粒子被赋予了质量。人们在今日地球的大舞台来回走动，在工作、爱情、娱乐、商业投资和财富增值的领地寻找机会，玩转音乐，窥探外星人的奥秘，发明了运算无极限的超级计算机和时速无极限的无人飞行器等等，从粒子物理学的角度讲，人们都得益于希格斯粒子的“赋能” 。
希格斯场改变了粒子“在世”的环境和行为方式，科学家有一些常用的比喻，他们有时将希格斯场比喻为糖浆或粘稠的蜜汁，希格斯场降低了粒子在其中穿行的速度。科学家也将希格斯场比喻为社交大聚会，人们在聚会场合“三三两两”地交谈，客人在人群穿来穿去的速度受到阻扰，也有科学家将希格斯场比喻为一群“你追我赶”的狗仔队，当某个一线明星步入红地毯时，狗仔队和周围人群讯速地围拢上来，挡住了明星的脚步，想走却走不快，想躲却躲不及，但有一些社会名流被冷落了，狗仔队和粉丝不熟悉他们的面孔。在以上的比喻中，名气或人气成了质量的“同义词” ，谁的名气或人气大，谁的脚步挪动得就慢，最有可能受到围观者的阻拦，他们和围观人群的交流机会越多，谁被聚光灯照射得越多，谁的名气和场面越大。
为什么开启了希格斯场？一些粒子和希格斯场发生了频繁的交互作用？一些粒子和希格斯场则发生了稀少的交互作用，甚至没有发生相互的作用？人们还不清楚其中的奥秘。哈佛大学物理学系的理论物理学家、马特·斯特拉斯勒助理教授解释说，为什么希格斯场的发现仅是个开端？这是因为有关希格斯场的一大堆问题没有得到解决。
希格斯场赋予基本粒子以质量，电子、中微子和其它基本粒子不再分为更小的成分，但它们仅占整个宇宙物质的微小部分，其余物质来自于由夸克组成的质子和中子，夸克、质子和中子通过所谓的强相互作用产生质量。每一个质子或中子由三个夸克组成，高速运动的三个夸克聚合在胶子的作用下，胶子传递了夸克之间的强核力，夸克和胶子相互作用的能量赋予质子和中子以质量，这与希格斯场赋予夸克以质量的机制有所不同。
质能方程式并非爱因斯坦最先提出，但他对这一方程式按照相对论进行了推导和解释，物质的能量等于质量与光速平方的乘积，这无疑说明了在夸克、质子和中子层次的物质中蕴藏了可观的能量。爱荷华州立大学的物理学家约翰·拉乔伊解释说，三个夸克聚合为一个质子，结果出乎意料，在一个微小空间聚集了巨大的能量密度。质子由两个上夸克和一个下夸克组成，中子则有一个上夸克和两个下夸克组成，它们的构成方式十分相似。
从强相互作用几乎获得了同等的质量，但中子质量比质子质量多出了一点，这一微小的质量差很关键，中子在衰变为质子的过程提升了化学和生物学的作用，如果质子更重一点，那么它们不会衰变为中子，我们今天看到的宇宙将不会存在。费米实验室的理论物理学家安德里亚斯·克朗菲尔德解释说，下夸克与希格斯场的相互作用更为强烈，下夸克因此获得了更多的一点质量。这是质子和中子出现微小质量差异的原因。
基本粒子从希格斯场获得了质量，但似乎也有例外，自成体系中微子有极其微小的质量，中微子质量比电子质量小了100万倍，它是自然世界第二轻的粒子，呈电中性，几乎不与其它物质发生任何作用，科学家对中微子如此之轻感到十分迷惑，目前，理论物理学家正在考虑其它可能性的解释，比如：中微子可能是它们自身的反粒子，从而得到了一种解释。反物质版本的中微子和物质版本的中微子可能是同一的，如果这种同一性得到了物理实验的证实，那么这意味着中微子从其它渠道取得了少许质量，而不是从它和希格斯波色子的相互作用中获得质量。物理学家在2012年发现了希格斯玻色子，但没有充分解释它的质量形成机制。