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人类对科学世界的探索是永无止境的。我们肉眼所不能见到的基本粒子世界是什么样的？这个问题不止物理学家感兴趣，相信其他领域的人也曾思考过。本书以“希格斯粒子的发现”故事为开端，用通俗易懂的文字讲述了希格斯粒子的发现之旅，带我们寻着物理学家的研究脚步，畅游基本粒子物理世界。通过本书，我们不仅可以了解物理学家的思考方法，还可以追溯形成宇宙的基本粒子和它产生的物质世界。请翻开本书，一起感受物理学的迷人之处吧！

前　言

序 章 希格斯粒子真的被发现了吗？ 11

不确定的“发现” 12

那是5σ现象 16

地球被迷你黑洞吞噬？ 20

建造巨型加速器的大工程 21

“上帝粒子”和“标准模型” 23

南部阳一郎的“对称性破缺” 24

美国和欧洲的巨型加速器计划 26

LHC的孤军奋战 29

第1章　什么是希格斯粒子？ 31

在希格斯粒子中漫步的撒切尔首相？ 32

希格斯粒子的不同面孔 34

扩展到空间的“场”是什么？ 36

专栏 颜色（色）与量子色动力学 38

通过希格斯粒子来发现希格斯场 39

对称性与对称性破缺 41

对称性是如何被“打破”的？ 42

对称性是物理学的“瘟神” 46

名为“粒子动物园”的潘多拉魔盒 48

“标准模型”的精髓 52

美丽的理论和不美丽的实验结果 55

希格斯场是“物理学的卫生间” 57

专栏 解释希格斯粒子的方法 59

第2章　如何发现希格斯粒子？ 61

剧烈摇动的希格斯场 62

粒子加速器的作用 63

美苏两国的大型加速器之争 68

正面对撞型加速器的构想 71

为探索希格斯粒子而建造的巨型机器 74

疑似希格斯粒子的出现 75

世界大的SSC被中止建造 77

质子间数万亿次的碰撞 81

专栏 将能量集中的方法 82

专栏 物理学家追求“5σ”的理由 83

发现希格斯粒子的计算方法 85

希格斯粒子还是不存在的好？ 87

第3章 从“汤川粒子”到“希格斯粒子”之路 89

新粒子的发现 90

先驱汤川秀树的“介子” 95

时代可提供的能源水平 98

汤川粒子是π介子 100

打破对称性的男人——南部阳一郎 104

南部阳一郎从超导理论中得到的启示 106

南部阳一郎的诺贝尔奖 110

人们终于接近希格斯粒子 112

南部给希格斯的建议 115

海森堡舍弃的论文 116

诺贝尔奖委员会的艰难选择 118

第4章 参观世界上大的加速器LHC 121

日本也出资50亿日元 122

避免“极其困难的工作” 124

黑洞将会吞噬世界？ 126

刚开始运转就出现故障 127

1年消耗1粒米重的氢 130

日本研究团队也参加了实验 133

第5章 超越希格斯粒子 137

还不到预想数据的2% 138

恐怖的“宇宙暗黑面” 140

暗物质和暗能量 141

“超对称”理论 144

光子和超光子 147

更进一步的疑问 148

对“额外维度”的期望 151

专栏 希格斯粒子的作用 152

第6章 基本粒子物理和宇宙论的表里一致 155

宇宙暴胀 156

辐射支配的宇宙 160

宇宙初的三分钟 161

宇宙“放晴”的时代 164

仍然无法解决的谜团 168

第7章 未解决的问题 171

基本粒子物理和宇宙论间的障碍 172

大统一理论和对称性自发破缺 173

大统一理论追寻质子的衰变 176

为什么暗物质会成为问题？ 180

从中微子到弱相互作用大质量粒子 182

附 录 关于基本粒子术语的通俗读物式解说 18

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书籍介绍

人类对科学世界的探索是永无止境的。我们肉眼所不能见到的基本粒子世界是什么样的？这个问题不止物理学家感兴趣，相信其他领域的人也曾思考过。本书以“希格斯粒子的发现”故事为开端，用通俗易懂的文字讲述了希格斯粒子的发现之旅，带我们寻着物理学家的研究脚步，畅游基本粒子物理世界。通过本书，我们不仅可以了解物理学家的思考方法，还可以追溯形成宇宙的基本粒子和它产生的物质世界。请翻开本书，一起感受物理学的迷人之处吧！