希格斯玻色子是零自旋且無核結(jié)構(gòu)的粒子,在2013年發(fā)現(xiàn)希格斯粒子以前,物理學(xué)家甚至不能確定無核結(jié)構(gòu)的標(biāo)量場(chǎng)是否能被實(shí)驗(yàn)證明。 從題主的問題中,我可以很負(fù)責(zé)地說,題主不懂量子場(chǎng)論。量子場(chǎng)論早已很明確地解釋清楚了希格斯機(jī)制和粒子質(zhì)量的關(guān)系。一個(gè)粒子要想有質(zhì)量,就必須要與希格斯玻色子有相互作用。但是,目前來說,我們現(xiàn)在只有唯象理論來解釋質(zhì)量起源。這個(gè)唯象理論叫“對(duì)稱性自發(fā)破缺”。希格斯玻色子存在自相互作用項(xiàng),這是量子場(chǎng)論最基礎(chǔ)的、最簡(jiǎn)單的相互作用理論,而矢量場(chǎng)——規(guī)范玻色子——與希格斯玻色子也存在相互作用,因此對(duì)稱性自發(fā)破缺一樣,希格斯玻色子和矢量場(chǎng)就能帶上質(zhì)量。至于為什么會(huì)帶上質(zhì)量,這就需要懂一些量子場(chǎng)論的知識(shí)。粒子的質(zhì)量來自于粒子場(chǎng)的拉格朗日函數(shù)密度里的場(chǎng)量二次方項(xiàng),一般來說希格斯機(jī)制可以讓相互作用項(xiàng)中破缺出場(chǎng)量的二次方項(xiàng),所以質(zhì)量就出現(xiàn)了。值得一提的是,希格斯機(jī)制只能解釋玻色子質(zhì)量,對(duì)費(fèi)米子質(zhì)量還需要考慮手征對(duì)稱性破缺。 希格斯玻色子的出現(xiàn)既是好事,也是壞事!說它是好事,是因?yàn)檎业较8袼共I右灶A(yù)示著粒子物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型的合理性,但是同時(shí)卻因?yàn)橄8袼共I淤|(zhì)量太小而否定了粒子物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型的自然性!希格斯玻色子的質(zhì)量的數(shù)量級(jí)只有100GeV,而普朗克能量卻比希格斯玻色子高出17個(gè)數(shù)量級(jí),這意味著粒子物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型如果只能在普朗克能量以下的能標(biāo)區(qū)成立,那么我們需要計(jì)算到34位有效數(shù)字才能將粒子物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型下的量子場(chǎng)論振幅算“對(duì)”。這是極為不自然的! 粒子物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型正是“成也希格斯玻色子,敗也希格斯玻色子”!所以,越是了解當(dāng)代物理學(xué)越是對(duì)當(dāng)代物理學(xué)沒有底氣。 |
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