155 物理教育學刊
2013, 第十四卷第二期, 155-182
Chinese Physics Education 2013, 14(2), 155-182 那為何要叫作「上帝粒子」，其原因就 是強調它的重要性、難以捉摸的特性，更重 要是扮演物質質量起源的重要角色。物理學 者提出一種機制，能夠利用對稱性破缺來賦 予基本粒子質量，這機制被稱為希格斯機 制。希格斯理論提出，在宇宙誕生的最初， 各種基本粒子以光速橫衝直撞。希格斯粒子 誕生，形成了「希格斯場」。除了光子，其 他的基本粒子與希格斯粒子發生碰撞後，由 希格斯場的相互作用下獲得了質量，而速度 就慢下來了。接著基本粒子構成，通過強力、 弱力及電磁力這三種基本作用力組合成各種 複合粒子，進而構成物質世界。若沒有希格 斯粒子，其他基本粒子就會以光速運行，宇 宙將仍然是一鍋的基本粒子湯，不能組成物 質，生命就不能再談起。希格斯粒子的自旋 為零，是一種玻色子，所以又把希格斯粒子 稱為希格斯玻色子。
科技報導
2013 年諾貝爾物理獎介紹-上帝的粒子-
吳添全 國立虎尾科技大學 電子工程系 eetcwu@nfu.edu.tw 1979 年的諾貝爾物理學獎的謝爾登•格 拉肖、史蒂文•溫伯格和阿卜杜勒•薩拉姆提 出電弱統一的理論。電磁作用描述帶電粒子 之間的相互作用，而弱相互作用則描述放射 性衰變過程。他們的電弱理論不止假設了W 玻色子的存在來解釋β 衰變，還預測 Z 玻色 子。自然界中所有力的作用都和某種粒子有 關。例如與電磁力有關的粒子是光子，這是 一種質量為零的粒子；與弱相互作用力有關 的關子則為 W 和 Z 的玻色子。這兩種粒子 都擁有很高的質量值，而光子卻沒有，這些 粒子的質量來源，便被認為是與希格斯玻色 子的作用而造成。也就是 W 和 Z 玻色子有 質量，便是確認希格斯粒子對電弱相互作用 的構建產生重要影響。Peter Ware Higgs François Englert http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/lau reates/2013/
2013 年，希格斯(Peter Ware Higgs， 1929~)與恩格勒(François Englert，1932~)共 同獲授諾貝爾物理學獎。希格斯是英國理論 物理學家，恩格勒是比利時理論物理學家， 他們都在粒子物理有很大的貢獻。獲獎理由 是「次原子粒子質量的生成機制理論，促進 了人類對這方面的理解，近來經歐洲核子研 究組織屬下大型強子對撞機的超環面儀器及 緊湊緲子線圈探測器所發現基本粒子而獲得 證實」。 希格斯玻色子是否存在，是一個極為重 要的基礎物理問題。物理學者花費四十多年 時間尋找它。至今為止，全世界最昂貴、最 複 雜 的 實 驗 設 施 之 一 ， 大 型 強 子 對 撞 機
156 （LHC），其建成的主要目的之一就是尋找 與觀察希格斯玻色子與其它種粒子。科技的 進步使科學家對物質的起源有更深刻的認 識，想要探究更小的物質就要使用更大型的 儀器。因此，歐洲核子研究中心(CERN)，在 2013 年 3 月 14 日發佈他們使用世界上最大 的粒子加速器(LHC)探測到的新粒子是希格 斯玻色子。這個於1964 年，由希格斯名字命 名的「上帝粒子」假說便由此得證。
參考文獻
1. Englert, François; Brout, Robert. Broken Symmetry and the Mass of Gauge Vector Mesons. Physical Review Letters. 1964, 13 (9): 321.
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4. Guralnik, Gerald; Hagen, C. R.; Kibble, T. W. B. Global Conservation Laws and Massless Particles. Physical Review Letters. 1964, 13 (20): 585.
5. http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%B8%8C% E6%A0%BC%E6%96%AF%E7%8E%BB%E 8%89%B2%E5%AD%90
