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看電視長見識(摩根費里曼之穿越蟲洞-質量緣起)

 

「摩根費里曼之穿越蟲洞」是在Discovery播出,摘錄「質量緣起」這集的內容。

 

我很喜歡看這些科學影片,很多可以和佛法結合。

像這集我覺得談的就是「真空妙有,妙有真空」。

原子幾乎是空的,卻構成我們有形的物質,實在很神奇。

「這些物質型態大多數只有兆分之一秒的壽命,出現後隨即消失,留下一代又一代的產物。」談的好像是輪迴。

 

1.     有顯微鏡半哩長。

2.     有顯微鏡可以放大百億倍。

3.     原子核只有原子半徑的十萬分之一。原子核相當於足球場上的針頭。

4.     人體的原子數量有七千兆兆。

5.     不到半克的反物質,相當十三噸的炸藥,相當廣島原子彈。

6.     要製造兩克的反物質,對撞機要運轉幾千年,甚至可能要幾萬年。

7.     有反物質宇宙。

8.     原子是由電子和原子核組成,原子核由中子和質子組成。中子和質子由夸克組成(包括上夸克和下夸克)

9.     基本粒子基本上就是夸克、光子和微中子。

10.   夸克什麼都沒有,沒有體積,半徑是零。

11.   (原子)幾乎是完全中空的虛無空間,只有微小粒子漂浮,像是宇宙中的一些岩石。

12.   那質量哪裡來?

13.   雖然(原子)虛無,卻充滿力量。

14.   四大力:重力、電磁力、弱力、強力。

15.   光子是電磁力的載體。所有的力都有載體。

16.   一千萬意度的時候,電磁力和弱作用力合併。

17.   粒子物理的標準模型,幾十年來被驗證無誤。

18.   希格斯粒子,可能是解釋為何有質量的理論。(希格斯也得到諾貝爾獎)

19.   希格斯認為有一種無限延伸的廣大力場能穿透一切,當某種粒子與力場交互作用,這個交互作用就會讓粒子產生質量。

20.   希格斯的理論最初很難被人接受,歐洲核子研究組織拒絕他的概述論文。

21.   電子的質量可以決定原子的大小。

22.   希格斯粒子讓一切具有形體,少了希格斯粒子,你、我以及這個行星,會以光速崩解。

23.   大爆炸當時的能量高達數百萬兆度。

24.   這些物質型態大多數只有兆分之一秒的壽命,出現後隨即消失,留下一代又一代的產物。

25.   歐洲大型強子對撞機,當中的偵測器每25奈秒就會拍攝一次,每秒會拍攝四千萬次。

26.   第一次運作產生的爆炸,摧毀數百個將質子射入加速器的超導磁鐵,一年才修復。

27.   深入研究原子,你會發現微小粒子,由無形的力量凝聚在虛無的空間裡。

 

《希格斯玻色子》

希格斯玻色子(英語:Higgs boson)是標準模型預言存在的一種基本粒子,是一種玻色子,自旋為零,不帶電荷、色荷,非常不穩定,在生成後會立刻衰變,於2013314暫時被確認存在。這是一個重大的實驗發現,對於希格斯場的存在與否也給出有力證據。為什麼某些基本粒子帶有質量,而某些基本粒子的質量為零?根據希格斯機制,基本粒子是因為與遍佈於宇宙的希格斯場耦合而獲得質量。希格斯玻色子是希格斯場的振動,是希格斯場存在的明確證據,就好像從觀察海面的波浪可以推論出大海的存在。

 

《歐洲大型強子對撞機》

大型強子對撞機(英語:Large Hadron Collider,縮寫:LHC)是一座位於瑞士日內瓦近郊歐洲核子研究組織的對撞型粒子加速器,作為國際高能物理學研究之用。LHC已經建造完成,2008910日開始試運轉,並且成功地維持了兩質子束在軌道中運行,成為世界上最大的粒子加速器設施。大型強子對撞機是一個國際合作計劃,由全球85國中的多個大學與研究機構,逾8,000位物理學家合作興建。

LHC是在一個圓周為27公里的圓形隧道內,該隧道因當地地形的起伏而位於地下約50150公尺之間。這是先前大型電子正子對撞機所使用隧道的再利用。隧道本身直徑三公尺,位於同一平面上,並貫穿瑞士與法國邊境,主要的部份大半位於法國。

 

《粒子物理的標準模型》

標準模型中含有19個自由參數,只能由實驗來確定。包括三個規範耦合常數:g_{3}, g, g'(或等價於:強耦合常數\alpha_{s} = ({g^{2}_{3}}/{4\pi}),精細結構常數\alpha_{EM}=({e^{2}}/{4\pi})~(e=g sin\theta_W)和弱混合角sin\theta_W=(g')^2 / (g^2 + (g')^2或費米耦合常數G_\text{F}/{\sqrt{2}}=1/2v^{2}=g^{2}/8M_\text{W}^{2})),再加上9個費米粒子質量和4CKM矩陣混合相角,另外三個是v,λ(希格斯場VEV(真空期望值)和希格斯自耦合強度,或等價於 M_Z,m_H  )QCD  ~ \theta 參數。若微中子有質量需擴展標準模型 ,假如微中子是一種馬約拉納粒子(目前還不清楚),則至少需增加9個參數:3個微中子質量和6個混合角。

 

在粒子物理學裏,標準模型(英語:Standard Model, SM)是一套描述強力、弱力及電磁力這三種基本力及組成所有物質的基本粒子的理論。它隷屬量子場論的範疇,並與量子力學及狹義相對論相容。到目前為止,幾乎所有對以上三種力的實驗的結果都合乎這套理論的預測。但是標準模型還不是一套萬有理論,主要是因為它並沒有描述到重力。

 

 

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