人物|他因“上帝粒子”获诺奖却火速搬到乡下:它毁了我的生活( 三 )
他在伦敦国王学院认识的一生挚友,英国物理学家 Michael Fisher 后来回忆道:
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△ Michael Fisher
当时,希格斯与浪漫绝缘的形象深入人心 。以致于他后来向理想主义的美国语言学家 Jody Williamson 求婚时,惊呆了众人 。
当 Michael Fisher 在国王学院得到了他理想工作时,希格斯去了爱丁堡大学 。在爱丁堡大学员工俱乐部的一次会议上,希格斯结识了 Jody Williamson 。他们于 1962 年至 1963 年之间结婚 。
1965 年的一天,正在工作的希格斯被叫到电话旁:他的妻子生下了他们的第一个孩子 。巧合的是,希格斯那天正在撰写的论文,是关于宇宙诞生的一个关键时刻 。
科研方面,自 1964 年希格斯写下关于希格斯玻色子的第一篇论文后,他已被泼了多次冷水 。不过他最终收到了哈佛大学的演讲邀请,这一次,作为听众的其他物理学家们终于没有再打击他的观点 。
当他于 1966 年回到爱丁堡时,已有了一定的国际声誉 。而另一边,他的婚姻家庭却开始出现问题了 。他的妻子于 1969 年生下了他们的第二个儿子,几年后还是提出了离婚 。
离婚,不仅没有让希格斯更努力地工作,反而让他失去了支撑自己研究的精神支柱 。后来,希格斯决定放弃追逐荣誉,更多地投身于教学 。
他的前妻 Jody 留在了爱丁堡 。他们俩仍然是朋友,并共同履行着父母、以及后来祖父母的职责 。虽然“上帝粒子”的发现给希格斯的生活带来了不便,但与此同时,这也足以证明希格斯玻色子被发现有多么重要 。
为什么希格斯玻色子这么重要?
再来说说希格斯玻色子 。2013 年,诺奖官方对希格斯给出的颁奖理由是:
他首先在理论上发现了希格斯玻色子的机制,而最近有实验证实了这种粒子的存在 。
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所以,希格斯玻色子为何如此重要,科学家为什么能凭它问鼎诺贝尔物理奖?要回答这个问题,不妨先来了解一下量子世界和粒子之间是如何相互作用的 。
在希格斯首次提出希格斯玻色子的 1964 年,当时物理学家们都致力于用一种叫作量子场论 (Quantum Field Theory, QFT)的理论框架来描述弱力 。
彼时,量子场论已形成了量子电磁学的基础,是一个对电磁相互作用非常成功的描述 。然而,由于一个基本问题,将量子场论应用于弱相互作用是不可能的:该理论不允许粒子有质量 。
具体来说,就是 W 和 Z 玻色子的弱力载体必须是无质量的,否则就会打破量子场论的一个基本对称性,导致该理论失效 。这就造成了一个 Bug—— 因为弱力载体必须有质量,才能与弱相互作用的极短范围一致 。
而希格斯机制找到了解决这个问题的办法 。希格斯机制,可以简单描述为:
当宇宙诞生时,希格斯场充满了不稳定但处于对称状态的粒子 。
在大爆炸后不到一秒,该场出现了一种稳定的配置,但它打破了最初的对称性 。
在这种配置中,理论方程仍然是对称的,但希格斯场的破缺对称性产生了 W 和 Z 玻色子的质量 。
此外,后来的研究发现,其他基本粒子也能通过与希格斯场的相互作用获得质量 。
希格斯玻色子,就是希格斯场的一种基本粒子,它不带电荷、色荷,极不稳定,生成后会立刻衰变 。该粒子被证实,对于揭开物质质量起源之谜有极为重大的意义 。
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