這就是近幾年得諾貝爾獎的西格斯??!
西格斯玻色子,又稱上帝粒子。這就是質(zhì)量之謎的關(guān)鍵粒子!量子力學(xué)的真空與一般認知的真空不同。在量子力學(xué)里,真空并不是全無一物的空間,虛粒子會持續(xù)地隨機生成或湮滅于空間的任意位置,這會造成奧妙的量子效應(yīng)。將這些量子效應(yīng)納入考量之后,空間的最低能量態(tài),是在所有能量態(tài)之中,能量最低的能量態(tài),又稱為基態(tài)或“真空態(tài)”。最低能量態(tài)的空間才是量子力學(xué)的真空。描述物理系統(tǒng)的方程所具有的對稱性,這最低能量態(tài)可能不具有,這現(xiàn)象稱為自發(fā)對稱性破缺。
在標(biāo)準(zhǔn)模型里,為了滿足定域規(guī)范不變性,規(guī)范玻色子的質(zhì)量必須設(shè)定為零;但這不符合實驗觀察結(jié)果──W玻色子與Z玻色子都已經(jīng)通過做實驗檢驗確實擁有質(zhì)量。因此,這些玻色子必須倚賴其它種機制或作用來獲得質(zhì)量。
每一個最低能量態(tài)位置都不具有旋轉(zhuǎn)對稱性。在這無窮多個最低能量態(tài)之中,只有一個最低能量態(tài)能夠被實現(xiàn),旋轉(zhuǎn)對稱性因此被打破,造成自發(fā)對稱性破缺,因此使規(guī)范玻色子獲得質(zhì)量,同時生成一種零質(zhì)量玻色子,稱為戈德斯通玻色子,而希子則是伴隨著希格斯場的粒子,是希格斯場的振動。但這戈德斯通玻色子并不符合實際物理。通過選擇適當(dāng)?shù)囊?guī)范,戈德斯通玻色子會被抵銷,只存留帶質(zhì)量希子與帶質(zhì)量規(guī)范玻色子。總括而言,利用自發(fā)對稱性破缺,使得規(guī)范玻色子獲得質(zhì)量,這就是希格斯機制。在所有可以賦予規(guī)范玻色子質(zhì)量,而同時又遵守規(guī)范理論的可能機制中,這是最簡單的機制。
按照希格斯機制,復(fù)值希格斯場(兩個自由度)與零質(zhì)量規(guī)范玻色子(橫場,如同光子一樣,具有兩個自由度)被變換為帶質(zhì)量標(biāo)量粒子(希子,一個自由度)與帶質(zhì)量規(guī)范玻色子(戈德斯通玻色子變換為一個縱場,加上先前的橫場,共有三個自由度),自由度守恒。
費米子也是因為與希格斯場相互作用而獲得質(zhì)量,但它們獲得質(zhì)量的方式不同于W玻色子、Z玻色子的方式。在規(guī)范場論里,為了滿足定域規(guī)范不變性,必須設(shè)定費米子的質(zhì)量為零。通過湯川耦合,費米子也可以因為自發(fā)對稱性破缺而獲得質(zhì)量。
聯(lián)系客服