第二百一十七章 质量与反物质

从实验的最终数据来看，这次粒子碰撞实验完美地证明了粒子模型的正确性，周晨等人重复多次地从碰撞过程中发现了模型所预言的全部六十一种基本粒子。

        同时确认希格斯玻色子不是一个粒子，而是一类具有微妙差异的一类粒子。它们都是希格斯玻色子，都是被科学家誉为“上帝粒子”的粒子，它们虽然都通过希格斯机制给予物质质量，但本身却也有微妙的差异。

        发现希格斯玻色子的重要性是不言而喻的，可以说在人类物理发展的历史上是一个具有里程碑式意义的重大法发现。

        人类的智慧是非常伟大的，人们在真正“看到”它之前便已经通过理论构建了自然界赋予物质质量的过程。这个过程被称为希格斯机制，是希格斯机制赋予了万物质量（确切的说是惯性质量），即让物体保持原有状态的一种本质属性。

        而如何证明希格斯机制的正确性？按照理论的说法，我们的自然界中并不存在真正意义上的真空，哪怕我们认为它是“真空”的，其实也充斥这一种名为“希格斯之海”的量子态势能场。

        这个势能场在经过或者穿透物质时发生了对称性破缺，从而赋予了物质质量，又或者说质量是物质与希格斯场发生作用时所表现出来的可被直接探测到的属性，而这一过程的副产物就是希格斯玻色子。

        按照这一理论，发现希格斯玻色子，意味着证明了希格斯机制的正确性。

        形象地说，产生质量的过程相当于一个游泳运动员在一个名为“希格斯之海”的泳池里游泳，当运动员的游动速度越快，他拨开水花受到的“阻力”也就越大，而这个“阻力”即希格斯机制赋予的质量，而被拨开的“水花”，就是希格斯玻色子，看到水花，就意味着有人在“希格斯之海”里游动！

        只不过这个“阻力”并不表现为力学上的阻力，而是一种使物质保持原有状态的属性，即惯性质量！

        直接来说，凡是与运动状态有关的质量，全都是通过希格斯机制所产生的惯性质量，涉及到的公式，比如动量定理、动能定理，功率、做功等，都用到惯性质量。

        这与形容物体的重量，或者说造成两个物体之间自发产生引力的引力质量是截然不同的。（此处暂且不提）

        本质上，质量并不是客观上的类似“重量”、“分子量”、“密度”这样的我们可以清晰看到的物理量，它特指物质“本来就应该拥有的属性”。包括稳定或保持物体原有运动状态的惯性属性，和造成物体间会彼此吸引的引力属性。

        我们将这两个属性量化，便在公式中引入了惯性质量和引力质量，又因为人类在认识事物的过程中对自然的了解不够深入，当时人们不知道两者是有分别的，于是统一都用“质量m”来表示。

        字母m表示物质的属性，涉及到属性的强弱时，就通过m的大小来表示。

        这就出现了牛顿万有引力公式中用到的引力质量，与力学计算中物体运动做功所用的惯性质量发生了混淆的情况，当然现在人们已经弄清楚了。

        在低速运动状态下，我们所用的公式中，惯性质量与引力质量是没有区别的，因为它们通过公式里的常数进行了矫正。

        或者说，我们一般用到的质量都是惯性质量，而引力质量则通过引力常数进行了数值上与惯性质量的等同。

        言归正传，回到周晨他们进行的粒子碰撞实验中来。

        本次碰撞实验虽然证明了标准模型的正确性，但遗憾的是未观察到各种粒子的超对称伴。

        当然这也可以理解，毕竟这次碰撞实验总体的质量盈亏只比原来增加了0.05，而按照超对称伴的假设，这些超对称伴至少是质子质量的一千倍以上，想要让它们现形，恐怕还需要更大的粒子对撞机进行粒子碰撞实验！

        不过即便这次碰撞实验没有发现超对称伴，周晨他们对实验的结果却已经非常满意了。

        尤其是过程中还观察到了质量盈亏的增加、短暂黑洞的形成与湮灭，还有正反物质出现以及湮灭这三个奇妙的现象，让他们深深地感受到了自然界的神奇。

        “或许我们可以通过对超大型粒子对撞机进行改造，从而分离出正反物质，让它们不至于发生湮灭，这样，我们就可以源源不断地保存反物质了！”

        在实验结束后的总结大会上，统计物理学家古斯塔夫提出了一个十分诱人的计划。

        反物质，是相对于正物质而言，属性相反的物质。

        我们现实生活中见到的物质都是正物质，它由带正电的原子核和带负电的核外电子构成，而反物质呢，恰恰与之相反，它是有带负电荷的原子核和带正电的核外电子构成的。

        由于电性相反，所以一旦正物质与反物质发生接触，两者会立刻发生中和，由物质形态完全转变为能量形态！

        也就是说，一份正物质的质量，加上一份反物质的质量，将会迸发出两份纯正的能量！

        这可是比核聚变更加高效的能源获取方式！

        既然正物质与反物质会发生湮灭，那么为什么我们的宇宙中都是正物质呢？其实之所以会这样，是因为我们生活的宇宙的物理规则规定了它更容易保存下正物质，而反物质早就与等量的正物质发生湮灭了。

        “有可行的办法吗？”周晨不由投过去关注的目光。

        若是反物质可以成功被提取，那么进而研发出反物质引擎，对舰队的动力系统来说是一个非常巨大的进步。

        在地球上时，科学家通过粒子加速的手段从自然界中离心获得反物质，但这种手段获得的反物质数量极其微小，恐怕连进行实验的数量都不够，更不要说用于实践了，而且反物质储存的时间也只非常短，最长也只能维持十几分钟。

        “要解决反物质的利用问题，主要有三个环节的问题。”

        古斯塔夫说道。

        “第一，是反物质的生成！这是一切的源头，当然，利用超大型粒子对撞机，我们可以生成有限度的反物质。通过改进，或许我们就能得到足够的反物质了。”

        “第二，是反物质的储存！由于反物质不能与正物质接触，所以我们必须想出一个储存它的办法！”

        “第三，是反物质引擎的开发！正如可控核聚变需要控制聚变功率一样，反物质引擎也需要控制它的功率！不然可能直接将引擎烧穿……”(未完待续。)


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