上帝粒子到底是什么 上帝粒子到底是什么
上帝粒子到底是什么 上帝粒子到底是什么
一：物理学家的梦——寻找第62种基本粒子，霍金曾打赌说找不到
从上高中时开始，教科书和老师就教授我们物质是由原子构成的，原子包含原子核和核外电子，原子核内部包含了质子和中子，质子带有正电，中子不带电。
如果说物质是这个世界的基础，以上的理论就是我们对于物质基础的全部认识，上了大学后学习了卢希庭教授的《原子核物理》，进一步了解到质子和中子也不是构成物质的基本单元，质子和中子仅仅是强子的一种，他们的基本构成单元是夸克。
原子核结构
随着学习的深入，进一步发现夸克不是一种，而且具有不同的色、味，基本粒子就有61种，而今天讲到的希格斯粒子，并不属于这61种中任何一种，是第62种，属于波色子，
前61种基本粒子根据杨——米尔斯理论描述的行为陆续被发现，只有最重要的62种一直没被找到，直到2012年才被德国科学家首次观测到希格斯粒子，人类第一次看到了“上帝粒子”的真容，发现者因此获得诺贝尔物理学奖。霍金此前曾打赌说找不到，直到2012年在欧洲核子中心观测到，霍金很开心地承认自己输了。
二、牛顿一生未完成——为什么希格斯粒子被称为上帝粒子？
所有的基本粒子都可以为两类，一类是波色子，一类是费米子，玻色和费米都是人名，一位是印度著名物理学家，一位是美国著名物理学家（其实是意大利人）。组成物质的基本粒子称为费米子，典型的如上图中的电子，传递相互作用的基本粒子称为玻色子，如γ光子，和新发现的希格斯粒子，玻色子没有质量。
根据希格斯标准模型理论，宇宙大爆炸之初，并没有什么尘埃、星云，更别说行星和恒星，仅仅有以上62种基本粒子，其中希格斯粒子的作用非常大，相当于“带头人”，在希格斯粒子的作用下，其它基本粒子才聚集了起来，这样才形成了后来的原始星云，才有了后来的恒星和行星。
因此，可以这么说，因为有了希格斯粒子，才有了这个世界。创造了世界的希格斯粒子不就是上帝嘛。
标准模型里的玻色子（紫色和绿色）和费米子（红色）
三、带电粒子就是在加速器中绕圈，多绕几圈就可以提高速度，为什么还要通过扩大加速器半径来增加速度？
希格斯粒子存在于质子或中子间，非常不稳定，存在时间极短，仅有10^（-9）秒，必须经过10^12次的碰撞才有可能出现一次。
想要观测到希格斯粒子，就得连续不断的撬开质子，这就需要将质子加速到一个极高的速度，所用到的实验设备就是加速器。
直线加速器原理图
加速器的原理高中生都懂，如上图所示就是一个直线加速器，从粒子源发出的质子在正负极之间电压的作用下就被加速了，变换交流电的周期，保证粒子在通过加速的每一小段通道时始终右侧是电压为负，左侧为正，这样就可以保证粒子一直被加速。
但是如果粒子想要达到很高的速度就必须增加轨道长度，即使横跨我国东西的直线加速器都不一定能撞出希格斯粒子，而且投资实在太大。
回旋加速器原理图
上图所示是回旋加速器，回旋加速器的原理高中生也懂，即A\B中间的电场来加速，上下磁场来偏转，最大的优点就是节省空间，但是回旋加速器也有个缺点，当粒子速度接近光速时，根据相对论效应，质量就会增加，根据洛伦兹力下的偏转周期计算公式，T=2πm/Bq，偏转周期就会增加，A\B两极的交流电周期就得是周期逐渐增加，这不太好实现。
物理学家想到，根据T=2πm/Bq，质量m随着速度增加而增加，这时为了保证周期不变，将磁场同步增加不就可以了吗，这就是同步回旋加速器，欧洲核子中心的LHC强子对撞机，还有王贻芳院士提倡建设的环形正负电子对撞机（CEPC）都属于这类。
根据qvB=mv^2/R，v=qBR/m，想要提到最终的速度就需要将半径和磁场设计的尽量大。
四、高中生都懂的加速器为何会这么烧钱？
为屏蔽宇宙射线的干扰，必须将加速轨道建设在地下，深度大约100米。地下部分建设规模大是烧钱的主要原因。
我国计划项目环形正负电子对撞机（CEPC）参数
地下隧道就耗资巨大。以上我国高能所提倡环形正负电子对撞机（CEPC）设计参数，其中轨道周长50-70公里，深度大约100米，越深建设成本越高。
北京地铁16号线，地下全长49.8km，平均深度约25米，总投资达600亿，约每公里12亿元，其实2014年的时候，北京地铁每公里的建设成本就已经达11亿元人命币。
环形正负电子对撞机需要两条加速轨道，建设深度更深，作为粒子加速器轨道，相比地铁来说，该有的配套实施只多不少，隧道防水处理，地下通风空调设备，供电设计、控制通信设备等只多不少，成本更大。
此外，质子的加速管需要超导磁铁所包覆，要液态氦来冷却，因此还需要设计冷冻槽，在两个碰撞点附近还需要安装偏转磁铁来转向，将两个轨道的粒子偏转到一条轨道，需要安装聚集环来聚焦碰撞，需要安装大量探头来测量碰撞结果。
欧洲大型强子对撞器(LHC）
以上仅仅是建设费用，在建成以后，还需要很大的维护处成本。
综上：
建设环形正负电子对撞机（CEPC）有一定的意义，但同时耗资一定也是巨大的，欧洲核子中心的圆形隧道周长是27公里，位于地下100米，可以将质子加速到99.9998%光速，耗资大约47.5亿美元，我国拟建造的环形正负电子对撞机（CEPC）半径更大，建造费用也定是惊人的。
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