咱们平时总在琢磨,为啥有些东西有重量,有些就轻飘飘的?像光子、胶子这几个家伙一直没啥重量,可电子和W玻色子又有明显的分量。直到2012年,在瑞士跟法国交界那个地下的LHC隧道里,终于找到了点蛛丝马迹。希格斯玻色子这个平时挺难露面的家伙被逮到了,它就是个负责开关质量的家伙。科学家们给它起了个外号叫“上帝粒子”,主要因为它太不显眼了。 这东西活得时间特别短,平均也就1.56×10⁻²²秒,跟放烟花差不多瞬间就没了。正因为寿命短,你得把质子加速到快赶上光速,让它们在那个巨型管道里相撞。当时物理学家们费了老大劲才看到它的残影。等到2013年真的确认它存在的时候,大家都跑到大街上庆祝去了。 质量到底哪来的呢?其实宇宙里有看不见的“粘稠浓汤”,也就是希格斯场。基本粒子穿过的时候会被它拖慢脚步,这种阻力就变成了质量。就好比是一场赌局,早期宇宙的能量很高的时候很对称;等降温之后能量就像滚下山坡一样变了样子,对称性就被打破了。这时候粒子才正式有了质量。 不同的粒子喝汤喝得不一样多。像W⁺、W⁻和Z₀直接在这碗汤里咕嘟咕嘟喝,所以就重了;夸克和轻子得靠间接的方式喝汤也变重了;光子和胶子完全不搭理这碗汤,所以一直保持零质量。 再说回咱们身上的静质量和动质量。质子看着重其实主要是因为里面夸克和胶子在运动产生的能量。真算起来那三小块儿加起来才5 MeV/c²,可整个质子重了938 MeV/c²。这中间的差距有99%以上都是能量换了一身“质量外衣”。光子因为没静质量所以跑得快成了宇宙快递员。 大爆炸刚开始的时候只有能量没有质量。后来温度降下来了,希格斯机制把能量变成了质量:先是规范玻色子和费米子出来了;接着组合成原子核、原子;最后才有了星系、恒星和我们脚下的土地。 虽然现在标准模型好像到头了,但这事儿远没完呢。暗物质、暗能量这些问题还没解决呢。说不定下次对撞机一开火又会有新发现——到时候“上帝粒子”可能只是个前奏而已。