粒子被賦予質(zhì)量的故事要從宇宙大爆炸后開始說起。在宇宙剛剛誕生的時(shí)候，所有的粒子都是沒有質(zhì)量的。它們在極度高溫的“原始湯”之中以光速穿梭著。但是，在某個(gè)時(shí)刻，希格斯場突然出現(xiàn)了，并滲透到宇宙的每個(gè)角落。正是希格斯場的登場，使基本粒子擁有了質(zhì)量。

希格斯場的出現(xiàn)改變了周圍的環(huán)境，并且改變了粒子的行為。我們可以把希格斯場比喻成“粘稠的糖漿”，這會(huì)放緩粒子的運(yùn)動(dòng)速度。我們也可以把希格斯場想象成在一個(gè)宴會(huì)上聚集的人群。當(dāng)一個(gè)著名的科學(xué)家或者一線明星進(jìn)入宴會(huì)場內(nèi)的時(shí)候，會(huì)有很多人圍繞著他們，這使他/她不得不放慢腳步。但是，如果一個(gè)不怎么出名的人出現(xiàn)在宴會(huì)，他/她可以毫無阻礙的穿過人群。在這個(gè)例子中，名氣等同于質(zhì)量，越出名質(zhì)量就越大。也就是說跟人群的互動(dòng)越多，就代表質(zhì)量越大。

明星入場.......

那么為什么希格斯場在宇宙的某個(gè)時(shí)刻突然出現(xiàn)了？為什么一些粒子比另一些粒子跟希格斯場的作用越多？

最簡短的答案是：我們并不知道。

這也是為什么歐洲核子中心的大型強(qiáng)子對撞機(jī)（LHC）在2012年找到希格斯粒子只是一個(gè)開始，因?yàn)槲覀冞€面臨著一大堆更加棘手的問題。

強(qiáng)相互作用和你

現(xiàn)在我們知道，希格斯場賦予基本粒子質(zhì)量，比如電子、夸克和其它不能繼續(xù)被分割的基本粒子。但是這些只是占了宇宙總質(zhì)量的一小部分。

當(dāng)我們環(huán)顧四周的時(shí)候，我們就會(huì)發(fā)現(xiàn)大部分我們見到的質(zhì)量事實(shí)上并不是來自希格斯場。比如桌子是由原子組成的，原子是由核子和電子組成的。電子的質(zhì)量的確是由希格斯場獲得的，但它們僅僅占原子0.05%的質(zhì)量。其余的質(zhì)量來自核子，核子是由質(zhì)子和中子組成，它們又分別是由夸克組成的。（到這里，希望讀者不要被粒子們給繞暈了）

組成質(zhì)子和中子的夸克和膠子。

那么問題來了，夸克也只占了質(zhì)子和中子不到1%的質(zhì)量，那么剩余那么多的質(zhì)量從何而來？答案是：強(qiáng)相互作用。中子和質(zhì)子是由三個(gè)夸克組成的，并且被膠子緊緊地束縛在一起?？淇撕湍z子之間相互作用的能量正是質(zhì)子和中子質(zhì)量的來源。記住，愛因斯坦著名的方程式E=mc^2，代表能量恒等于質(zhì)量。如果用三個(gè)夸克組成一個(gè)質(zhì)子，你就會(huì)在空間中的一個(gè)小區(qū)域內(nèi)得到巨大的能量密度。

一個(gè)質(zhì)子是由兩個(gè)上夸克和一個(gè)下夸克組成的；中子是由兩個(gè)下夸克和一個(gè)上夸克構(gòu)成的。相似的組成成分使他們從強(qiáng)相互作用中得到的質(zhì)量幾乎差不多。但是，中子的質(zhì)量比質(zhì)子稍微大了一點(diǎn)，這點(diǎn)差距是至關(guān)重要的。中子衰變成質(zhì)子的過程對化學(xué)、以及生物的發(fā)展有著巨大的影響。如果質(zhì)子的重要比較大，那么質(zhì)子就會(huì)衰變成中子，而將會(huì)得到截然不同的宇宙。

之所以質(zhì)子和中子在質(zhì)量會(huì)有差距是因?yàn)橄驴淇伺c希格斯場的相互作用更加的強(qiáng)烈，因此它們會(huì)得到更多的質(zhì)量。

那么，中微子呢？

我們已經(jīng)知道基本粒子從希格斯場獲得質(zhì)量，但是，等等！這其中會(huì)不會(huì)有例外？答案或許是有的，那就是中微子。在粒子物理學(xué)最成功的理論——標(biāo)準(zhǔn)模型中，中微子被認(rèn)為是沒有質(zhì)量的。但事實(shí)上，中微子擁有非常微不足道的質(zhì)量，它們是電中性的，并幾乎不與物質(zhì)作用。

三種不同的中微子。

物理學(xué)家一直被中微子的質(zhì)量之小所困擾。目前，理論物理學(xué)家想出了幾個(gè)可能性。有一種可能是中微子是自己的反粒子，也就是一個(gè)粒子的反粒子就是它本身。如果物理學(xué)家找到了這樣的證據(jù)，這就意味著中微子的質(zhì)量或許是從別處得到的，而不是從希格斯粒子。

中微子必須從一個(gè)類似希格斯場的地方獲得質(zhì)量，需要具備電中性，且彌漫在整個(gè)空間中。這可以是跟上述提到的希格斯粒子一樣，也可能是希格斯粒子的“遠(yuǎn)房親戚”。有一些理論也表明中微子的質(zhì)量或許是從一個(gè)全新的來源獲得，這也可以解決一些其它粒子物理學(xué)的謎題。這樣的可能性讓一些物理學(xué)家興奮不已，因?yàn)樗赡苁且粋€(gè)全新能量標(biāo)度的證據(jù)，并且不與希格斯機(jī)制相聯(lián)系。這樣的機(jī)制或許可以解釋暗物質(zhì)是如何得到質(zhì)量的。

我們希望自然界存在著一系列未被發(fā)現(xiàn)的粒子，這樣就可以解決宇宙中許多無法解釋的現(xiàn)象。