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科学为什么两个希格斯玻色子之间的质量会不相同？


科学为什么两个希格斯玻色子之间的质量会不相同？
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在大型强子对撞机的小型介子螺线管探测器上看到的希格斯玻色子事件 。 这次壮观的碰撞比普朗克能量低15个数量级 ， 但是探测器的精确测量使我们能够重现碰撞点发生的事情 。 虽然每个希格斯玻色子可能都有许多与其他所有希格斯玻色子相同的基本属性 ， 但质量并不是这些粒子的普遍属性之一 。
量子物理学最令人困惑的一个方面是它如何彻底地违背了我们的直觉 。 如果你拿任何一个稳定的量子粒子 ， 比如电子 ， 你会发现它和所有类似于它的粒子有相同的属性 。 例如 ， 每个电子都有：同样的质量 ， 511 keV/c2 ， 同样的电荷 ， -1.6×10^-19 C ， 相同的量子自旋 ， ±/ 2,
除了电子磁矩等其他固有性质外 ， 它还遵循泡利不相容原理 ， 是被称为正电子的反粒子的物质对应物 。 这些性质是完全确定的 ， 即使是在量子宇宙中 ， 也不像位置和动量这样的物理量 ， 或在多个不同方向上的自旋 ， 测量一个到一定精度意味着你对另一个的了解不那么准确 。
但并不是所有的粒子都像电子 。 对他们中的一些人来说 ， 就连他们的质量也不可避免地存在不确定性 。
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宇宙的量子本质告诉我们 ， 某些量具有内在的不确定性 ， 而这些量之间的不确定性是相互关联的 。
从理论家的角度来看 ， 当两个可测量的、可观察的性质以一种非常特殊的方式联系在一起时 ， 量子不确定性就扮演着重要的角色 。 有些东西是可交换的 ， 有些是不可交换的 ， 这个想法很奇怪 ， 可能会让你回想起一些奇怪的数学性质或恒等式 。 但是这个简单的例子可能会帮助您直观地考虑它 。
假设你是一个量子粒子 ， 一个科学家来测试你的一些内在特性 。 如果科学家首先测量你的位置 ， 然后测量你的动量 。 他们会得到两个答案：首先是位置 ， 然后是动量 。 现在 ， 想象科学家按照另一种顺序：首先测量你的动量 ， 然后测量你的位置 。 如果这两个变量交换 ， 不管顺序如何 ， 结果都是一样的 。
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这个图表说明了位置和动量之间固有的不确定性关系 。 当一个人被更准确地了解时 ， 另一个人天生就不太可能被准确地了解 。
在经典的宏观世界中 ， 所有变量都是交换的 。 测量的顺序并不重要 ， 因为无论先测量位置还是动量 ， 得到的结果都是一样的 。 这是因为进行度量并不影响度量本身的结果：对象的经典状态就是它本身 ， 不管您是否进行度量 。
但是在量子世界中 ， 测量的行为可以把你的量子状态从一个不确定的状态转移到一个确定的状态 。 当变量不交换时 ， 在一对可测量的量之间就存在着固有的不确定性 。 如果你测量一个特定的精度 ， 根据物理行为的本质 ， 另一个本质上变得更加不确定 。 虽然我们通常将其与位置和动量联系起来 ， 但其他成对的变量也显示出这种行为 。
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将具有两种可能自旋构型的粒子通过特定类型的磁铁 ， 会导致粒子分裂成正自旋和负自旋状态 。
也许最违反直觉的效果可以看到 ， 如果你把一束电子通过磁场 。 如果磁场在x方向上对齐 ， 电子要么在+x方向弯曲 ， 要么在-x方向弯曲 ， 这取决于自旋在x方向上是对齐的还是反对齐的 。
但是事情是这样的：电子的自旋的±/ 2,并不仅限于在x方向上 。 我们的空间有三个维度：x、y和z 。 如果你从方向+/ 2个电子 ， 然后他们通过在y方向上磁场 ， 你不仅会看到这个方向的分裂 ， 但使测量的行为会破坏在x方向上的信息 。 测量一个电子在x轴上的自旋和y轴上的自旋会给你一个非常不同的电子 ， 而不是先在y轴上再在x轴上！


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