科學家是怎麼確定希格斯粒子的

時間 2022-02-25 15:55:15

1樓:鍾銘聊科學

其實關於這個問題,無非就是分兩步來完成的,首先是科學家的理論**,然後是通過實驗找到相關證據。

**那說起希格斯玻色子,我們就要先給希格斯玻色子定一個位置,它在什麼理論當中,有什麼用處。這要從上世紀的物理學發展說起,當時科學家發現了很多粒子,林林總總加起來得有100多號。這時候,他們就想如何利用理論把這些粒子的關係搞清楚。

那這個問題該如何去思考呢?其實,人類很早就有這方面的意識,那就是構成物質的應該是不可再分的基本粒子,但是要你要讓粒子們老老實實地待在一起,就需要相互作用。科學家發現,在宇宙中存在四種相互作用,引力,電磁力,強相互作用,弱相互作用。

科學家先是通過狹義相對論和量子力學構建了量子場論。然後基於規範場論,如果滿足對稱性的要求,就得引入了傳遞基本作用的規範玻色子。比如:

傳遞電磁力的規範玻色子就是光子。但是強相互作用,弱相互作用還有引力其實是沒有著落的。當然,我們也知道,後來引力一直沒辦法納入到整個個體系中。

楊振寧和米爾斯在2023年的時候,就從麥克斯韋方程方程入手,試圖把理論延伸到強相互作用和弱相互作用。但是,這時候就出現了一個問題,如果按照理論框架走,傳遞強相互作用和弱相互作用的玻色子就會出現質量為零的情況。

為了能夠解決這個問題,多位學者開始著手研究這個問題,他們要做的是要讓基本粒子有質量,同時還不能和規範場理論相互衝突。許多科學家都給出瞭解決方案,而由希格斯等人分別獨立特出的希格斯機制被廣泛接受,並且他們預言了希格斯玻色子(假設希子質量為126gev)的存在,是希格斯場讓基本粒子減速,並且獲得質量。

但是理論到底對不對,還是要依靠著實驗來證明的。在希格斯機制中,希格斯場是廣泛分佈於整個宇宙空間的,無處不在。而希格斯玻色子其實就是希格斯場的漣漪,就有點像引力波之於引力場的感覺。

實驗那也要如何找到希格斯玻色子呢?

說白了還是要用到大型粒子對撞機,這個實驗的原理其實是兩個粒子束加速到極其高的能量狀態,然後讓它們在粒子探測器當中相互碰撞,用這樣的辦法就有可能生成希格斯玻色子。

根據理論,希格斯玻色子的壽命其實極其短(我們其實管這個叫做半衰期),它會在極短的時間內(平均壽命1.56×10^22 s)發生衰變,但由於整個過程是在太快了,所以,探測器一般只能記錄下所有的衰變產物。科學家通過實驗資料去重建整個衰變的全過程,如果結果是符合希格斯玻色子的衰變理論,那就有可能是找到了。

聽起來好像很容易,實際上這個是特別難的事情,或者說是概率極其低的事情,大概只有百億分之一。也就是說,做這個實驗的科學家要蒐集幾百億個碰撞時間的資料,然後進行分析。只有那些符合理論的才有可能是希格斯玻色子的衰變事件。

其實這也就意味著需要處理資料能力超強的電腦。

一開始有一些頂級的實驗室加入了尋找希格斯玻色子的實驗中來,但是都失敗了。為了能夠找到希格斯玻色子,科學家建造了一臺效能更加強勁的對撞機,並且還配備了一臺超高效能的計算機。完成這個實驗的是歐洲核子研究組織的大型強子對撞機,簡稱:

lhc。

在2023年,兩個探測器都檢測到了異常的資料。atlas在範圍為125-126gev探測到了質量超額的事件,cms在範圍為124gev探測到了質量超額的事件,經過兩年的反覆檢驗,科學家確認找到了希格斯玻色子。(而之前我們也說到過,理論**希格斯玻色子的質量是126gev)

於是,lhc在2023年6月,對外正式宣佈找到了希格斯玻色子。

隨後,提出希格斯機制相關的兩位科學家恩格勒和希格斯獲得諾貝爾物理學獎,這個頒獎速度在諾獎歷史上都是極為罕見的,足以見得預言並找到希格斯玻色子的重要性。

而希格斯玻色子實際上還被人戲稱為:上帝粒子。它是粒子物理標準模型的最後一塊拼圖,

正是它的存在,使得粒子們可以獲得質量,當然也有例外,傳遞電磁相互作用的光子和束縛夸克的膠子實際上是不和希格斯場發生作用的,所以它們的靜止質量是0。而夸克和各類輕子的質量都是來自於希格斯場。

2樓:冷侃娛文

科學家們一開始就是****,之後,就根據**的這個結果反向推論,找到證據,這樣最終確立了粒子的存在,這一個是我們在數學上常用的方法,反證法。

理工大學都有什麼專業

3樓:匿名使用者

1、電子資訊科學與技術專業

電子資訊科學與技術專業培養具備電子資訊科學與技術的基本理論和基本知識,受到嚴格的科學實驗訓練和科學研究初步訓練。

能在電子資訊科學與技術、電腦科學與技術及相關領域和行政部門從事科學研究、教學、科技開發、產品設計、生產技術管理工作的電子資訊科學與技術高階專門人才。

2、電氣資訊工程專業

電氣資訊工程專業培養適應我國社會主義建設需要的德、智、體全面發展的,能夠從事與電氣工程有關的系統執行、自動控制、電力電子技術、資訊處理、試驗分析、網路工程、研製開發、經濟管理以及電子與計算機技術應用等領域工作的寬口徑 " 複合型 " 高階工程技術人才。

3、電腦科學與技術專業

電腦科學與技術是研究計算機的設計與製造,並利用計算機進行有關的資訊表示、收發、儲存、處理、控制等的理論方法和技術的學科。

計算機專業涵蓋電腦科學與技術、計算機軟體工程、計算機資訊工程等專業,主要培養具有良好的科學素養,系統地、較好地掌握電腦科學與技術。

4、測繪工程專業

測繪工程,測量空間、大地的各種資訊並繪製各種地形圖 。以地球及其他行星的形狀、大小、重力場為研究物件,研究和測繪的物件十分廣泛,主要包括地表的各種地物、地貌和地下的地質構造、水文、礦藏等。

5、材料科學與工程專業

材料科學與工程是一個涉及材料學、工程學和化學等方面的較寬口徑專業。該專業以材料學、化學、物理學為基礎,主要研究的是材料成分、結構、加工工藝與其效能和應用。

事實上,人類文明發展史,就是一部如何更好地利用材料和創造材料的歷史,材料的不斷創新和發展,也極大地推動了社會經濟的發展。

4樓:匿名使用者

以下是本科的

學院名稱 系別名稱 專業名稱 科類

資訊科學技術學院 自動控制 自動化 理工

電氣工程與自動化 理工

光電工程 測控技術與儀器 理工

光資訊科學與技術 理工

電子科學與技術(光電子方向) 理工

電子工程 資訊工程 理工

資訊對抗技術 理工

通訊工程 理工

電子科學與技術(微電子方向) 理工

宇航科學技術學院 飛行器工程 飛行器設計與工程 理工航天運輸與控制 理工

發射與推進工程 飛行器動力工程 理工

**系統與發射工程 理工

力學工程 彈藥工程與**技術 理工

工程力學 理工

安全與能源工程 特種能源工程與煙火技術 理工安全工程 理工

機電工程 機械電子工程 理工

探測制導與控制技術 理工

機械與車輛工程學院 車輛工程 車輛工程 理工地面**機動工程 理工

熱能與動力工程 熱能與動力工程 理工

機械製造及自動化 機械工程及自動化 理工

工業工程 工業工程 理工

交通工程 交通工程 理工

交通運輸 理工

材料科學與工程學院 材料加工與控制 材料成型及控制工程 理工電子封裝技術 理工

材料物理與化學 材料化學 理工

材料科學與工程 高分子材料與工程 理工

材料科學與工程(結構與電子資訊材料方向) 理工化工與環境學院 化學工程與控制 過程裝備與控制工程 理工應用化學與製藥 化學工程與工藝(精細化工方向) 理工製藥工程 理工

環境與能源 環境工程 理工

生命科學與技術學院 生物技術 生物技術 理工生物工程 理工

生物醫學工程 生物醫學工程 理工

理學院 數學 數學與應用數學 理工

資訊與計算科學 理工

統計學 理工

物理 應用物理學 理工

化學 應用化學(奈米材料與技術方向) 理工化學 理工

力學 理論與應用力學 理工

管理與經濟學院 管理科學與工程 資訊管理與資訊系統(含電子商務) 理工

工商管理 工商管理 理工

市場營銷 理工

會計學 理工

公共管理 公共事業管理 文史

應用經濟 國際經濟與**(理) 理工

國際經濟與**(文) 文史

人文社會科學學院 社科 經濟學 文史

社會工作 文史

法律 法學 文史

法學(二學位) 文史

設計藝術學院 工業設計 工業設計 理工

藝術設計 工業設計(文化遺產及理論) 文史藝術設計(藝術類) 文理

軟體學院 軟體工程 軟體工程(數字藝術方向) 理工軟體工程 理工

電腦科學技術學院 電腦科學工程 電腦科學與技術 理工外國語學院 外語 英語 文史

日語 文史

德語 文史

5樓:匿名使用者

每個理工大學專業都不盡相同。建議去一些知名的理工大學**查一查吧。如北京理工、大連理工、青島理工、上海理工等等!

6樓:欒朝雨冷杏

現在的大學,都在向綜合性方向發展,傳統理工大學、材料學院、機電學院、化工與環境學院

、機械與車輛學院

、光電學院、資訊與電子學院

、自動化學院、計算機學院、軟體學院

、微電子學院、人文與社會科學學院、法學院、外國語學院、設計與藝術學院、管理與經濟學院、數學學院、物理學院

、生命學院、化學學院。

電腦科學與技術屬於什麼學科

7樓:瀛洲煙雨

電腦科學與技術本身就是工學一級學科,學科**0812。可授工學、理學學位。

其下三個二級學科為:

計算機系統結構 081201

計算機軟體與理論 081202

計算機應用技術 081203

電腦科學與技術屬於理工類專業,細分下去的話計算機專業內部分為理科方向和工科方向。

理科方向也叫電腦科學,主要研究演算法複雜度、程式設計語言原理、資料探勘、形式語言與自動機理論、計算機體系結構。

工科方向也叫計算機技術,主要研究圖形影象處理、軟體工程、軟體體系結構、作業系統、資料庫等等。

8樓:匿名使用者

電腦科學與技術屬於理工類學科,包括計算機硬體、軟體與應用的基本理論、基本知識和基本技能與方法

主要課程:電路原理、類比電子技術、數字邏輯、數字分析、計算機原理、微型計算機技術、計算機系統結構、計算機網路、高階語言、組合語言、資料結構、作業系統等。

主要實踐性教學環節:包括電子工藝實習、硬體部件設計及除錯、計算機基礎訓練、課程設計、計算機工程實踐、生產實習、畢業設計(**)。

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