【菜科解读】

　　科学家发现了希格斯玻色子衰变的第一个证据，扩大了我们对奇怪量子宇宙的理解。

　　2012年，诺贝尔物理学奖获得了一项突破性发现：检测希格斯玻色子，希格斯玻色子是将近50年前由物理学标准模型预测的亚原子粒子。

希格斯玻色子的寿命不长，很快会衰减成质量较小的粒子，如两个光子（轻粒子）。

　　现在，研究人员在瑞士CERN的大型强子对撞机上使用ATLAS和CMS，发现了罕见的希格斯玻色子衰变的证据，其中亚原子粒子衰变成一个光子和两个轻子，这是一种可以带电或中性的基本粒子。

（电子和μ子，是一种类似的亚原子粒子，是带电轻子的两个例子。

）

　　具体来说，他们发现了希格斯玻色子可以衰变为一个光子和一对电子，或者一个光子和一对电荷相反的μ子的证据。

　　使用标准模型，科学家能够预测希格斯玻色子可以衰变为不同的基本粒子，相当“常见”的衰变是两个光子。

他们还可以估计希格斯玻色子衰变为不同粒子组合的频率，希格斯玻色子衰变为一个光子和两个轻子的情况尤其罕见。

　　在这种衰变中，希格斯玻色子的寿命极短，很快就变成了一个光子，而科学家称之为“虚拟光子”。

然后，该“虚拟光子”（也称为“壳外光子”）立即变成类似两个轻子的形式。

大型强子对撞机ATLAS实验的粒子物理学家James Beacham告诉Space.com，这种“虚拟光子”具有非常小的非零质量，而常规光子则完全没有质量。

　　Beacham补充说：“这两个轻子使我们的量热计彼此非常接近。

”大型强子对撞机的量热仪是一种阻止微粒碰撞产生的微粒的工具。

当这些粒子被工具阻止或“吸收”时，科学家可以发现并研究这些粒子。

　　虽然科学家已经预言希格斯玻色子应该存在这种衰变，但是这种新发现是希格斯玻色子这种非常罕见的衰变模式的第一个暗示。

　　但是，该小组可能无法直接观察到这种罕见的衰变，直到他们为即将到来的高亮度LHC计划升级设施(该计划将在LHC 3号之后进行)。

这项研究使用的数据是在运行2期间收集的，运行2是对撞机的第二个运行期，始于2015年，结束于2018年。

Run 3将于2022年3月开始。

　　ATLAS的一份声明说： “根据高光度LHC计划的大量数据，研究希格斯玻色子稀有现象将成为新的常态。

”

　　通过研究像这样的罕见衰变，研究人员可以探索超越标准模型的新物理学的可能性。

比卡姆说：“标准模型解释了我们物理宇宙的许多事情，但它不包括重力或暗物质。

”暗物质不发光，无法直接观察到，被认为构成了已知宇宙中所有物质的约80％，但科学家尚不清楚它到底是什么。

　　他说：“我们一直在寻找标准模型的扩展。

我们必须找到一个进入我们这个黑暗领域世界的窗口或门户，并进行实验。

其中之一可能是希格斯玻色子。

” Beacham解释说：“黑暗领域涵盖了超越标准模型的物理学。

”

地球磁场减弱：太阳风粒子侵入大气层

　　这一保护层便是地球的磁层，它从地球表面向外延伸至数千公里的地方，有效阻挡有害宇宙射线的侵袭，并对我们生活的方方面面——从全球通讯到天气模式构成影响。

　　欧洲空间局(ESA)执行的"SWARM"项目旨在对地球磁层发生的变化进行监测。

在轨运行一年之后，该项目收集的数据正让我们得以一窥这一地球保护层正在发生的细微变化。

　　SWARM项目数据的初步分析结果将在6月22日~7月2日在捷克布拉格召开的国际大地测量学与地球物理学联合会大会上正式对外发布。

　　欧空局的SWARM卫星极化旨在对地球磁层的变化开展探测。

在轨运行一年之后，项目得到了初步结果。

图像显示的是根据SWARM项目数据构建的地壳(底部)和地核(中心)的磁场模型　　鲁尼·弗莱博哈根(Rune Floberghagen)是SWARM项目主管，他表示："这些结果显示，所有为了使SWARM成为有史以来最好的天基磁层监测项目而付出的努力都得到了回报。

"　　SWARM项目的主要任务是测量并分析来自地核，地幔，地壳，海洋，电离层以及磁层所产生的不同磁信号。

　　该计划预计将持续4年时间，将可以提供不同层面的自然过程，从地球深层内部到太阳活动与空间天气的各类观测信息，目前该项目还剩余3年的在轨运行时间。

　　整个项目一共包括3颗完全相同的卫星，但为了改善项目的空间与时间分辨率，它们各自的轨道存在差异，并且还会在任务期间进行变轨。

　　保护地球的一层保护罩正在减弱，从而让有害的太阳风粒子可以侵入地球大气层　　SWARM是首个利用"磁力梯度"开展探测的项目，其做法是将两颗卫星并排放置在相距仅100公里的轨道上协同运行。

　　减弱的地球磁层意味着一旦发生太阳活动，将出现更加强烈的极光现象　　这样做将能够对源自地壳内磁性岩石产生的磁信号细节进行观测。

　　来自丹麦"DTU 航天"的尼尔斯·奥尔森(Nils Olsen)表示："我们对于该项目得到的初步结果感到非常满意。

这不仅是因为该项目验证了磁力梯度概念的可行性，它们还证明了我们的卫星在磁场信号测量方面具备的高度精确性。

" 　　SWARM卫星星座也让科学家们能够更加容易地对由地核产生的地球主磁场开展观测，这一强大的磁场保护着我们，阻挡有害的宇宙射线侵入地球大气层。

　　地球高层大气，电离层与磁层，它们构成一个紧密联系且相互作用的系统。

SWARM项目旨在加深科学家们对于近地电流系统与过程的理解　　SWARM项目主要提出人之一的高瑟·霍罗特(Gauthier Hulot)表示："我们地球的磁场主要是由地球的外核所产生的。

" 　　地球磁层从地球表面向外延伸至数千公里的地方，有效阻挡有害宇宙射线的侵袭　　他说："SWARM项目的探测结果对地球磁场的细节进行了监测并发现它正在减弱，这将削弱我们拥有的保护层。

最终，我们将有能力对地球磁场未来十年内的变化做出预测。

"

上帝粒子是什么 上帝粒子有什么作用

它是标准模型中最后一种未被发现的粒子。

物理学家希格斯提出了希格斯机制。

在此机制中，希格斯场引起自发对称性破缺，并将质量予规范传播子和费米子。

　　希格斯粒子是希格斯场的场量子化激发，它通过自相互作用而获得质量。

它是标准模型中最后一种未被发现的粒子。

它的作用是可以帮助人们解释其它粒子的质量等问题。

那么要怎么理解上帝粒子是什么，它的作用又是什么呢?　　要理解"上帝粒子"，不妨回忆一下牛顿发现万有引力定律的故事。

尽管研究人员已经证明，苹果并没有砸中牛顿脑袋，但是牛顿却看见了一个苹果掉了下来。

牛顿思考的是，为什么苹果会垂直地掉到地上?一定是有什么在拉它，比如是地球的引力在拉它。

而地球拉苹果说明苹果是有质量的。

而是什么赋予这种力量的存在呢,很可能就是上帝粒子。

　　那么，物体的质量"上帝粒子"的存在意味着，科学家解释世界的一种假说将有可能得到证实。

　　从何而来?在牛顿故去后的400年，英国爱丁堡大学物理学家希格斯猜想：有一种粒子赋予其他粒子质量。

他于1964年提出，在137亿年前的大爆炸中，希格斯粒子使物质得到质量，万有引力则将质量变成重量，使恒星和行星都得以诞生，最终孕育生命。

如此，也解释了为何苹果会掉到地上。

　　"上帝粒子"只不过是科学家用以解释世界的一种理论或假说。

过去，科学家已经指出，支配物质运动的不仅仅有我们日常生活中能够感受到的重力和电磁力，还有我们日常生活中无法感受的"强力"和"弱力"。

　　20世纪60年代，物理学家们构造出了一个标准模型来解释世界，标准模型主要描述了强力、弱力及电磁力这三种基本力以及所有基本粒子的构成机制。

标准模型预言有61个基本粒子，其中有60个都已经得到了实验数据的支持与验证，现在人们也已听到最后的一个基本粒子——希格斯粒子的脚步声。

　　如果发现或找到了这种粒子，那就意味着质量是物质与希格斯粒子的相互作用的结果。

但是，即便科学家找到了"上帝粒子"也并不意味着世界获得圆满解释。

因为科学家说，组成我们生活的世界是由物质和暗物质构成的，而标准模型只能解释4%的宇宙，占宇宙质量96%的暗物质仍然得不到解释。

　　当然，如果现在科学家听到的"脚步声"并非上帝粒子的声音，那么，解释世界就可能会有另外的假说，而且这样的假说也未必不能解释世界。

例如，在太空，苹果是不会掉下的，只是在空间飘浮。

这或许与希格斯粒子无关。

宇宙和我们生存的世界一直存在，只是科学家们现在尚无法圆满解释这个世界而已。