提到上帝粒子，想必大家不会太陌生，这个神奇的粒子一直勾动着科学家们的心。就在2012年7月2日，美国能源部下属的费米国家加速器实验室宣布，该实验室的数据接近证明被称为'上帝粒子'的希格斯玻色子的存在。2013年3月14日，欧洲核子研究组织发布新闻稿表示，先前探测到的新粒子是希格斯玻色子。在2013年10月8日，比利时理论物理学家弗朗索瓦·恩格勒和英国理论物理学家彼得·希格斯因希格斯玻色子的理论预言而获得了诺贝尔物理学奖，作为人类孜孜不倦寻找了几十年之久的上帝粒子，它又有哪些不寻常之处呢？
如果想要更好地理解希格斯玻色子，我们首先要明白什么是希格斯场~
什么是希格斯场呢？
在量子物理学中，任何物质都被视为是量子场中振动的组合。这些振动被以“小包”的形式在场中传递，即所谓的“量子”，我们可以将其视作一种粒子。这里存在两种不同的场：物质场，其中包含的是物质粒子；以及力场，其中包含的是载力子，它们是力的媒介。希格斯玻色子同样也是一种场的振动，通常这种场被物理学家们称作“希格斯场”。
希格斯场示意图
那么，希格斯玻色子又是什么呢？
希格斯玻色子：即上帝粒子，它是粒子物理学标准模型预言的一种自旋为零的玻色子。在希格斯机制中，希格斯场引起自发对称性破缺，并将质量赋予规范传播子和费米子，希格斯玻色子是希格斯场的量子化激发，它通过自相互作用而获得质量。
希格斯玻色子在产生之后几乎瞬间就会衰变成两个光子，它们留下的路径（图中绿色），可以在这张来自CMS探测器的图像中观察到图像。
来源：CERN
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谈论到希格斯玻色子和引力，很多人往往会想到这个问题：
Ÿ引力对物体的作用与其质量是成比例的，而希格斯场又是一切物体存在质量的原因，那么希格斯玻色子理所应当和引力存在着密切的联系……不是吗？
这个猜想合情合理，然而——结果证实它是完全错误的。问题在于，这个表述结合了17世纪的引力概念，很早之前已经被修正过了，它是二十世纪末的一个过于简化的概念——各种各样粒子的质量从何而来。
首先，我想用红色字体纠正一下上面那个问题中存在的几点问题：
Ÿ由于引力对物体的作用与其质量其能量和动量的结合是成比例的，而希格斯场又是一切物体并不是所有的，而是除了希格斯玻色子本身外已知的基本粒子存在质量的原因，那么希格斯玻色子理所应当和引力存在着密切的联系……不是吗？并不是
接下来我会为大家解释这些问题。
星体的运行离不开万有引力定律
当我们在学校第一次接触到引力这个概念时，我们学习到的是万有引力定律：对于一个质量为M1的物体，另一个质量为M2的物体，它们之间的万有引力与M1 M2的乘积成正比。
但这些仅仅在爱因斯坦的理论出现之前是正确的。事实证明，万有引力定律需要进行修正：爱因斯坦的理论对该定律的大致表述是：对于两个低速运动（其中一个物体的速度相对于另外一个远小于光速）的物体，它们拥有的能量分别是E1 和E2，它们之间的万有引力与E1 E2的乘积成正比。
那么这两种表述，牛顿的理论和爱因斯坦的理论，是不是一致呢？
它们是一致的，因为爱因斯坦和他的支持者认为，对于任何一个普通的物体，它们拥有的能量E和它们的动量p和质量M(有时候也叫“静止质量”，但是粒子物理学家往往称之为‘质量’)之间的关系是：
对于一个低速运动的物体，p ≈ Mv（v是物体的速度），因此pc ≈ Mvc，这个结果比Mc的平方小了很多，因此
由于行星，月亮以及人造卫星之间运动的相对速度以及它们各自与太阳的相对速度都远小于光速的0.1%，它们之间的引力正比于
由于c是一个常量，总的说来爱因斯坦的引力定律和和牛顿的引力定律是完全一致的，两个物体间的作用力正比于它们能量的乘积，也正比于它们质量的乘积，因为两者本身就是成正比的。
然而对于那些自身相对于另外一个以高速运动的物体，或者对于那些受到强引力拉动的物体（如果），此时爱因斯坦的引力定律涉及到动量和能量的复杂组合，在这种情况下，质量并没有明确的出现。这就是为什么爱因斯坦的引力理论对于光这种物体仍然成立的原因，光由光量子组成因此它根本没有质量。（这也正是为什么引力波——它在时空中，像光一样没有质量，可以由两个相互环绕的物体产生。）简单来说，爱因斯坦的引力观（现在已经被实验很好的证实）和牛顿的引力观有显著的差别，尤其是在物体的能量和动量而非质量占据主要地位的情况下。对于所有的物体，不论它们是由什么构成的，或者在你看来它们是如何运动的，拥有能量——因此宇宙中的一切物体对于其他物体都存在引力效应。我们可以说“引力是一种普遍存在的力”。
“希格斯场是宇宙中一切质量的来源”这个观点究竟是不是正确的呢？我们经常会在出版物或者一些公众文章中看到的这条论述，但它是错误的。
那么正确的说法是什么呢？下面是我们已知的基本粒子。其中没有质量的是：
Ÿ 光子，胶子，引力子(后者假定存在)
有质量的是：
Ÿ W和Z粒子
Ÿ 夸克:顶夸克，底夸克，璨夸克，奇夸克，上夸克，下夸克
Ÿ 带电轻子:电子，μ子，τ子
Ÿ 中微子:三种类型，至少两种，或者三种都是小质量的
Ÿ 发现的质量为125 GeV/c2的粒子(假设这是某种类型的希格斯玻色子)
现在我们已知的事实是W和Z粒子，夸克，带电轻子和中微子必须从希格斯场中获得能量，但也不排除它们有获取质量的其他方式。但这种说法对于希格斯玻色子是不成立的。
基本粒子和相互作用的标准模型
所以，希格斯玻色子的质量并不完全来自希格斯场！
这是LHC设备中ATLAS探测器得到了一幅图像，图中4条红线可能是μ子，它们可能是短寿命并瞬间衰变消失的希格斯玻色子产生的。
那么它的质量究竟来源于哪呢？
这就说来话长了。现在我们可以一言以蔽之——希格斯玻色子的质量没有单一的，简单的，已知的来源，并且它存在一个奇怪的特性——它的质量特别小，这也是被称作等级问题的巨大难题的一个方面。
总之无论如何，希格斯场并非基本粒子的普遍质量来源。希格斯玻色子本身可以获取它的质量，至少在别处可以获取一部分质量，并且这种情况不是唯一的。暗物质也极有可能是由粒子构成，这些也有可能从另一个来源获得至少一部分质量。大多数物理学家和天文学家相信暗物质是宇宙的主要物质;它提供了我们所居住的银河系的大部分质量。而希格斯场提供的质量可能很少。
其他物质的质量来源并非都是希格斯玻色子。一个原子的大部分质量是它的原子核，而不是原子核外部的质量较小的电子。原子核是由质子和中子构成的——它们囚禁了大量夸克、反夸克和胶子。这些夸克，反夸克和胶子以非常高的速度在狭小空间内运动。同等的，质子和中子的质量应归功于这些能量，至于在“牢笼”内部捕捉夸克等所需要的能量，则是由“牢笼”内部夸克和反夸克的质量提供的。所以质子和中子质量的主要来源并非希格斯场。因此地球的质量，或者说太阳的质量，会发生变化，但变化不会很大，如果没有希格斯场…假设它们可以保持在一起，这将不适用于地球的情况。
原子结构模型图
黑洞是宇宙中最庞大的物体之一，处在大多数星系的中心，在原则上它可以完全由无质量的物体所构成。在理论上，你完全可以用光子来制造一个黑洞。在实际中，大多数黑洞都是由普通物质构成的，而普通物质的质量主要存在于原子核，正如我们刚刚提到的，这并不完全来自希格斯场。
无论你如何看待它，希格斯场并非宇宙中物质质量的普遍给予者:例如普通的原子物质，暗物质，或者黑洞。它们的质量来源并非希格斯场。但对大多数已知的基本粒子来说，确是如此——它对于确保原子的存在是至关重要的。但是如果没有希格斯场，宇宙中仍然会有同样有趣的引力物理学。但不会有任何原子，更不会存在任何研究它们的人。
神秘的黑洞
最后，你可以更专业地问，在物理学家研究的方程式中，引力和希格斯场之间是否存在数学联系。答案是否定的。引力场的自旋为2，其被描述为空间和时间的一部分;它们与自然界中的所有粒子和场相互作用。而自旋为0的希格斯场，只与基本粒子和磁场直接相互作用，这些粒子也参与了电磁和弱核力。
所以，产生关于希格斯玻色子与引力有关的猜测对于非专业人士来说是很正常的，但恐怕这种猜想是比较幼稚的，它源于我们对希格斯玻色子和引力两者的误解。
1. 希格斯场，它不是普遍存在的:它为除了希格斯玻色子本身，质子和中子，暗物质（很可能是）以及黑洞外的大多数已知基本粒子提供质量；
2. 然而爱因斯坦的引力是普遍的，它与物体的能量和动量有关，但非直接与质量有关，而且大多数会吸引质子和中子，暗物质和黑洞，尽管它们的质量不是完全来自于希格斯场。
这的确是事实:尽管乍一看，引力和希格斯玻色子只存在很肤浅的关系。
尽管希格斯玻色子的发现最终填补了标准模型中缺失的最后一环，但标准模型本身却并非揭开宇宙终极奥秘的最终一环
谢谢阅读
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