摘要:希格斯波色子又被称之为希格斯离子,是质量这一维度的组成元素,有了质量离子才会结合为原子,原子才会结合成为分子,分子进一步组成了物体。所以说希格斯离子被认为是世界的组成元素,这也就是为什么被称为上帝离子的原因了。在上世界六十年代,英国的物理学家希格斯开始研究...
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希格斯波色子,为什么被称为“上帝粒子”?
希格斯波色子又被称之为希格斯离子,是质量这一维度的组成元素,有了质量离子才会结合为原子,原子才会结合成为分子,分子进一步组成了物体。所以说希格斯离子被认为是世界的组成元素,这也就是为什么被称为上帝离子的原因了。
在上世界六十年代,英国的物理学家希格斯开始研究物质质量的根本,质量其实就是一个物体获得加速度的难度,物质的重量越大,获得加速度的难度越大,以此来定义物质的重量。这是希格斯在以此散步中偶然突发奇想的想法,认为空间就像水,物质在水中运动会受到阻力,需要突破这种阻碍就需要有所付出,以此获得的加速度就是我们所说的质量。
后来欧洲的科研机构CERN在日内瓦建造了一座大型强子对撞机,科学家们尝试将离子加速到光速,希望通过这种方法印证希格斯波色子的存在,终于在2013年试验成功,初步确认了希格斯波色子是存在的,并且定名为希格斯玻色子 ,之后希格斯本人因此获得了当年的诺贝尔奖。
希格斯波色子的发现是人类物理学上的一个重大突破,是里程碑式的重大事件,证明了很多之前的理论,例如真空不空,和空间并不是一个虚无的东西,而是拥有自己的特性的,希格斯波色子被验证广泛的存在于空间之中,给所有的物质施加质量以保证他们的重力加速度,让人们认识到即使是在绝对的真空中也可以对物质进行实在的影响。
另外最重要的是希格斯波色子可以打破对称性,这种变相性会造成若电场破坏,这将是未来人们下一步的研究方向。
奇妙的化学元素 | “最古老”的元素--铜
铜,化学符号Cu,原子序数29,相对原子质量约为63.546,是金属元素之一。铜的特性包括可以多次回收而无损其机械性能,是人类最早发现并使用的金属之一,陪伴我们走过了悠久的历史,至今仍在广泛应用。
铜的物理性质丰富多样。它在常温下为柔软金属,表面呈红橙色并带金属光泽,单质呈紫红色。铜的熔点约为1083.4℃,沸点约为2567℃,在高温环境下也能保持稳定性。铜的密度约为8.92~8.96克/立方厘米,属于金属中较重的一种。铜的导电性高,仅次于银,导热性好,仅次于银和金,且具有良好的延展性,可以被拉伸成薄片或细丝,抗磁性、抗菌性等特性。
化学性质方面,铜是不太活泼的重金属,常温下不与干燥空气中的氧气发生反应,但加热时能生成黑色的氧化铜。在潮湿的空气中,铜表面会生成一层铜绿(碱式碳酸铜),这层铜绿可以防止金属进一步腐蚀。铜可以与铁单质在硫酸铜溶液中置换出铜单质。铜单质不溶于非氧化性酸,但在氯气或硝酸等氧化性酸中可被氧化溶解。铜在电子工业中广泛应用,如在FeCl3溶液中用于刻蚀铜制造印刷线路。铜位于金属活动性顺序中氢之后,因此不能置换稀酸中的氢。但在有空气存在时,铜可先被氧化成氧化铜,然后再与酸作用缓慢溶于酸中。铜还能作为一些有机反应的催化剂,如酒精的催化氧化。
铜的化合物多样,包括亚铜(铜I)和铜II价态的化合物。常见的亚铜化合物有氯化亚铜(CuCl)、氧化亚铜(Cu2O)、硫化亚铜(Cu2S),而亚铜和氨的配离子[Cu(NH3)2]2-为无色,易被氧化。铜II化合物常见于硫酸铜、醋酸铜、氧化铜、氧化亚铜、氯化铜、硝酸铜、氰化铜等,铜II可以形成不同的配离子,如Cu(H2O)4、CuCl4、Cu(NH3)4,它们具有不同的颜色。
铜的发现和发展历史悠久。青铜器是人类最早发明的金属器具之一,青铜时代是人类文明发展的重要阶段。铜是少数几个能以金属形式天然存在的元素之一,在自然界中储量丰富且加工方便,使得铜在人类文明中扮演了重要角色。古罗马时期铜的主要开采地为塞浦路斯,因此得名为Cuprum。铜因其外观漂亮,曾用于制作镜子,希腊神话中阿芙洛迪特(美丽女神)的象征就是铜。在古代,铜被广泛应用于制作武器、工具和其他器皿,如著名的越王勾践剑,这把剑穿越了2000多年的历史长河,剑身无锈,锋利无比,成为我国古代铜冶炼和铸造技术的杰出代表。
随着时间的推移,虽然铜的使用量在金属材料中可能不如铁等其他金属,但它在电气、建筑、国防、交通、工业、化学、医学和艺术等领域具有广泛的应用。铜线、电器和电子产品、交通设备、工业机器和设备、化学工业、国防工业、建筑工业以及医学和艺术都是铜的应用领域。铜线广泛用于电力、电子、能源等领域;电器和电子产品中的铜使用寿命长,几乎所有的铜(包括散热器和配线)在小轿车整体拆卸和回收前都会进行回收。铜在工业机器和设备、化学工业、国防工业、建筑工业中的应用也非常广泛。此外,铜还有助于人体健康,如促进胶原蛋白和弹性蛋白的合成、维持皮肤弹性和水分、有助于皮肤健康、促进骨骼发育和维持骨密度等。
铜的来源丰富,全球铜资源储量达到8.8亿实物吨,智利的铜储量最多,中国在全球铜储量中排名第六。铜的应用领域广泛,如铜线、电器和电子产品、交通设备、工业机器和设备、化学工业、国防工业、建筑工业、医学和艺术等。铜与人体健康的关系密切,铜是人体必需的微量元素之一,对人体生长发育、免疫功能、神经系统等方面具有重要作用。富含铜的食物包括坚果类、海鲜类、豆类及其制品、蘑菇类制品、动物肝脏、贝壳类海产品等,而牡蛎含铜量最多。铜的吸收主要发生在胃、十二指肠和小肠上部,吸收率约为30%~40%,主要通过胆汁排泄。铜缺乏和过量摄入都会对人体健康产生负面影响,因此,人体对铜的需求量需根据年龄、性别和生理状况调整,并注意控制铜的摄入量,以保持健康。
奇妙的化学元素 | 最坚硬的金属--铬
铬,这个化学元素,原子序数24,以其天然硬度冠绝金属界而闻名。其化学符号Cr,常见于不锈钢和镀铬制品中,室温下表现出稳定性和抗腐蚀性。铬的化合物变化丰富,与酸反应时有独特的颜色变化,如与浓硫酸反应生成二氧化硫和硫酸铬,而在酸中则以表面钝化为特征。
在物理特性上,铬呈银白色,硬度高且熔点高达1890℃,是硬度最高的过渡金属。作为金属合金的重要成分,它被广泛用于不锈钢制造,其抗腐蚀性能卓越,使宝剑如秦陵兵马俑的宝剑历经千年仍锋利如新。铬主要来源于地壳中的铬铁矿石,尽管含量较低,但分布广泛。
铬的应用领域广泛,如金属表面处理,不仅保护金属免受腐蚀,还赋予其美观的光泽。此外,氧化铬用于耐高温涂料,铬盐用于皮革鞣制和染料制造。铬元素在人体内扮演着调节血糖和心血管健康的重要角色,但也需注意摄入过量可能带来的健康风险,如胃痛、低血糖和潜在的器官损伤。
尽管铬在现代科技中不可或缺,但其开采和使用需谨慎,以确保环境与健康的安全。未来的研究将聚焦于铬的可持续利用和在新兴领域的创新应用。



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