谁在乎粒子？ 为什么专门研究它们的物理学家对它们如此感兴趣？
实际上，我们对粒子本身不感兴趣。
这是一个比喻：假设您对罗马帝国的城市及其运作方式感兴趣。 因此，您可以开始研究罗马建筑。 您可能对他们如何建造建筑物和渡槽感兴趣。 然后，可能您将转向其拱形和地基的可靠性，并从其变为砖和灰浆的属性。 但是您对砖和灰浆不感兴趣-这只是达到目的的一种手段。 您想将它们视为罗马建筑的设计和建造，其美观和可靠性等更普遍的问题的一部分，这些问题使它们能够生存几个世纪。
大自然是最富有成果和最古老的建筑师。 我们生活在美丽和神秘的氛围中-橡树和火山，日落和风暴，美丽的月亮和沙滩上无数的沙粒。 几个世纪前，科学家得出结论，如果我们假设物质由不同的原子-“元素”组成，则可以更好地理解这种体系结构的多样性。 因此，他们开始对原子产生兴趣，然后人们想到了原子，原子是自然界的“基本”组成部分。
但是，事实证明，这仅仅是一个开始，因为事实证明，有数十种不同类型的原子，它们在化学转化和发光能力方面存在严重差异。 为了理解原子的多样性和行为，科学家意识到它们也是由甚至更小的粒子构成的建筑形式：围绕原子核的电子通过粘合其力而保持完整。 在原子核本身中，也存在结构，通过巩固质子和中子的强相互作用，它们保持完整。 在此过程中，发现了另一种力量，一种弱相互作用，通常比创造力更具破坏性。
新的建筑水平的发现不仅使解释基本的化学过程以及光的发射和吸收成为可能，而且还为揭示其他秘密提供了途径-恒星的运转原理，放射性以及对原子核能量中隐藏的巨大危险的了解。 砖和水泥方法已成为解锁整个20世纪许多秘密的关键。
当然，这只是一个准历史草图，而不是对该故事的确切描述。 真实的故事更加丰富，复杂，超出了我的能力范围。
到1950年代，人们已经知道原子核的质子和中子有许多表亲：其他
强子 ，其名称包括
牡丹 ，
kaons ，
三角洲重子 ，反
介子等。 这种复杂性是另一种体系结构的标志。 在1970年代初期，关于这些粒子的新想法出现了，它们是由
夸克 ，反夸克和
胶子组成的物体，它们通过强烈的相互作用而结合在一起。
粒子物理学专家是对砖和水泥，可靠性和破坏性方面的自然建筑感兴趣的科学家。 将它们结合在一起或分开的基本构造要素是什么？ 它们如何组织和形成我们在宇宙中观察到的各种结构的基础？
自1960年代初以来，人们逐渐认识到，我们居住的世界的特性要求存在某种填充宇宙的物质-一个非零场，我们定义为希格斯场-影响自然界中许多粒子的特性。 没有希格斯领域，我们周围的架构将崩溃。 了解这一领域是什么以及它是如何工作的，是当今粒子物理学专家的中心项目之一，也是建造大型强子对撞机（LHC）的主要理由。 研究期间会透露哪些秘密？ 还没有人知道。
那么为什么物理学家需要建造一个巨大的“原子粉碎机”？
哦，我真讨厌这个学期！ 我们不会碰撞原子，我们会碰撞亚原子粒子：质子（比原子（半径）小100,000倍）或电子（比质子小1,000倍）！ 这就是将行星的碰撞与两个油轮或两个子弹的碰撞相混淆的方法。
好的，女士们，已经冷静了。 那么物理学家为什么要碰撞质子或其他亚原子粒子呢？ 可以做些破坏性较小的事情吗？
通常可以类推，在物理学中使用对撞机（或更准确地说，是亚原子粒子对撞机）就像将精确的精密计时器分开，试图研究它们对发射出的零件所做的工作。 这种类比是有道理的，但是它没有考虑到一些重要的东西。
超高能的亚原子粒子的碰撞不仅仅是破坏行为。 在大多数情况下，这是一种创造行为。
这是自然的惊人特性-如果将大量能量推入一个很小的空间，有时会从中产生以前不存在的粒子。 为此，我们安排了高能粒子的碰撞。 带有能量压缩的技术是唯一已知的技术，它可以获取人们以前从未见过的新的或极其稀有的颗粒。 例如，我们没有其他方法可以获取希格斯粒子。
因此，我们对钟表的冲突不感兴趣。 我们已经对它们了解很多-我们已经体面地理解了撞在LHC中的质子。 我们希望发现手表中没有的东西-我们已经对夸克，胶子，砖和质子水泥进行了足够详细的研究。 我们必须调整类比。 相反，我们将时钟放在一起，希望手机会因碰撞能量而出现。
听起来很疯狂。 但是大自然是令人惊奇和不寻常的，每天在大型强子对撞机上都会产生稀有的重粒子。 为了产生希格斯粒子以及可能的其他意外现象，我们在LHC的祭坛上牺牲了质子。