現(xiàn)代物理學(xué)的構(gòu)建有兩大基石：相對(duì)論和量子力學(xué)，分別支配著宏觀世界和微觀世界。
其中，相對(duì)論和愛因斯坦幾乎是“等價(jià)”的，量子力學(xué)也有愛因斯坦不可磨滅的貢獻(xiàn)，這足以說明愛因斯坦有多么偉大！
19世紀(jì)初，愛因斯坦先后提出了偉大的狹義相對(duì)論和廣義相對(duì)論。 其中，狹義相對(duì)論表明，光速是宇宙的終極速度，也是任何信息、物質(zhì)和能量傳播的最快速度。
起初，“限制光速”的想法很難讓公眾接受。 畢竟，在人們的固有印象中，只要不斷地對(duì)物體施加力，物體就會(huì)不斷地加速。 這也是牛頓力學(xué)體系的精髓之一。
然而，狹義相對(duì)論誕生后，光速極限不斷被科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證，也因此逐漸被大眾所接受。
但這里有一個(gè)問題，為什么光速如此特殊？ 光如何以光速傳播？ 而且瞬間就達(dá)到了光速？ 光子以光速行進(jìn)的驅(qū)動(dòng)力是什么？
要找到上述問題的答案，需要深入微觀世界去尋找。
在正式開始之前，我要強(qiáng)調(diào)一下，光速實(shí)際上并不是指“光速”。 光速是四維時(shí)空的固有速度。 它只與四維時(shí)空本身有關(guān)。 可以認(rèn)為是因果關(guān)系傳遞的速度。 只是人們從一開始就用光速來定義光速，所以這個(gè)習(xí)慣就一直延續(xù)了下來。 除了光子之外，還有很多速度也是光速，比如膠子、引力波等。當(dāng)然，真空中的光速等于光速，這不是偶然而是必然。
回到正題，為了理解“為什么光子必須以光速飛行”這個(gè)問題，我們首先需要了解粒子的標(biāo)準(zhǔn)模型。
粒子的標(biāo)準(zhǔn)模型中有許多基本粒子。 這些基本粒子花了很長時(shí)間才被發(fā)現(xiàn)。 最初的發(fā)現(xiàn)來自盧瑟福著名的實(shí)驗(yàn)“阿爾法粒子轟擊金箔實(shí)驗(yàn)”。 這個(gè)實(shí)驗(yàn)讓我們對(duì)原子模型有了更清晰的認(rèn)識(shí)。
從那時(shí)起，物理學(xué)家繼續(xù)利用粒子之間的碰撞來尋找新的基本粒子。 結(jié)果確實(shí)發(fā)現(xiàn)了很多基本粒子，多達(dá)數(shù)百種。
問題來了，這么多粒子感覺太混亂了。 如何對(duì)它們進(jìn)行有效的分類？ 經(jīng)過深入探索，物理學(xué)家最終建立了粒子標(biāo)準(zhǔn)模型，對(duì)看似混沌的基本粒子進(jìn)行了詳細(xì)的分類。
簡而言之，所有基本粒子都分為兩大類：費(fèi)米子和玻色子。 費(fèi)米子實(shí)際上就是我們平時(shí)談?wù)摰幕玖Ｗ?，比如電子、夸克等?a href='http://m.njxqhms.com/redianxinxi/132513.html' title='物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)粒子與W玻色子相互作用' target='_blank'>玻色子是將費(fèi)米子粘合在一起的基本粒子，就像膠水一樣。
例如，基本粒子就像磚塊，玻色子就像水泥。 磚塊通過水泥粘合在一起，形成高層建筑，也就是我們平時(shí)看到的宏觀物體。
玻色子有四種，都是規(guī)范玻色子，即膠子、光子、玻色子和引力子，分別是強(qiáng)力、電磁力、弱力和引力的傳播者。 這四種力量也是自然的四種基本力量。 四種規(guī)范玻色子就像膠水一樣粘合著各種費(fèi)米子，四種基本力就是由這四種玻色子傳遞的。 需要強(qiáng)調(diào)的是，引力子目前還只是一個(gè)想象的概念三個(gè)宇宙速度，目前還沒有發(fā)現(xiàn)引力子存在的證據(jù)。
具體而言，質(zhì)子和中子等核子通過膠子鍵合在一起，傳遞強(qiáng)相互作用（強(qiáng)力），形成原子核。 原子核和電子通過光子傳遞電磁力形成原子。
看到這里，小伙伴們應(yīng)該對(duì)微觀粒子的組成有了一個(gè)大概的了解，但這一切和光子、光速有什么關(guān)系呢？
這是一件大事！ 如果深入思考，你會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)致命的問題：這么多基本粒子的質(zhì)量從何而來？ 換句話說，到底是什么賦予了基本粒子質(zhì)量？
根據(jù)粒子的標(biāo)準(zhǔn)模型，所有基本粒子都應(yīng)該沒有質(zhì)量并且應(yīng)該以光速傳播。 但這種情況并非如此。
物理學(xué)家通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)，物質(zhì)99%的質(zhì)量來自于強(qiáng)力，即強(qiáng)相互作用。 三個(gè)夸克通過強(qiáng)相互作用結(jié)合在一起形成中子和質(zhì)子。 質(zhì)子和中子也通過強(qiáng)相互作用結(jié)合在一起形成原子核。 原子核的質(zhì)量幾乎等于原子的質(zhì)量。 電子的質(zhì)量太小。 可以忽略不計(jì)。
強(qiáng)相互作用通過膠子傳遞。 它是如何傳播的？ 例如，它相當(dāng)于夸克四處扔膠子。 在這個(gè)過程中，可以體現(xiàn)出巨大的能量。 也可以理解為將夸克或質(zhì)子和中子結(jié)合在一起的能量。 這種能量實(shí)際上就是核能。
根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程，能量也可以用質(zhì)量來表示，所以物體99%的質(zhì)量實(shí)際上都來自于能量。 但問題是，剩下的1%質(zhì)量是多少？
理論上來說，一定是基本粒子本身！ 因?yàn)樵诹Ｗ拥臉?biāo)準(zhǔn)模型中，除了基本粒子之外，還存在基本粒子之間的相互作用。 粒子間的強(qiáng)相互作用構(gòu)成了物質(zhì)質(zhì)量的99%，因此剩下的1%的質(zhì)量必定來自基本粒子。
但正如剛才所說，粒子的標(biāo)準(zhǔn)模型表明基本粒子應(yīng)該沒有質(zhì)量，那么為什么它們有質(zhì)量呢？ 這些品質(zhì)從何而來？
物理學(xué)家提出了著名的希格斯機(jī)制，并認(rèn)為自然界中存在另一種玻色子，即標(biāo)量玻色子，也稱為希格斯玻色子。 正是這種玻色子為基本粒子提供了質(zhì)量。 。
什么是希格斯玻色子？ 簡單來說，宇宙中充滿了希格斯場，希格斯場的擾動(dòng)就會(huì)形成希格斯粒子。 很容易理解，希格斯場就像一片平靜的海洋。 當(dāng)海洋受到干擾時(shí)，它會(huì)變得湍急并濺起小水滴。 那些小水滴相當(dāng)于希格斯場。 粒子。
希格斯粒子到底是如何給基本粒子提供質(zhì)量的？
普遍的理解是，大多數(shù)基本粒子都會(huì)與希格斯粒子相互作用，在此過程中減速并獲得質(zhì)量。 也就是說，基本粒子本來應(yīng)該以光速飛行，但現(xiàn)在有了希格斯粒子這個(gè)“絆腳石”，基本粒子不得不減速，然后獲得質(zhì)量，即靜態(tài)質(zhì)量。
但并不是所有粒子都會(huì)被希格斯粒子阻擋。 例如，光子和膠子就不會(huì)。 因此，光子和膠子保持著它們最初的特性：以光速飛行，并且它們以光速誕生。 飛行時(shí)三個(gè)宇宙速度，沒有加速過程，靜質(zhì)量當(dāng)然為零。
是否與希格斯粒子相互作用取決于基本粒子的固有屬性，如角動(dòng)量、自旋等屬性。
當(dāng)然，這是一句空話。 希格斯粒子真的存在嗎？ 它確實(shí)存在。 物理學(xué)家在2012年發(fā)現(xiàn)了希格斯粒子存在的證據(jù)，希格斯本人因此獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)！
超過！