希格斯机制

彼得·希格斯等发现的物理机制
希格斯机制是一种在粒子物理学的标准模型中生成质量的机制,它解释了为什么某些基本粒子费米子、W玻色子和Z玻色子具有质量,而光子胶子则没有。希格斯机制通过自发对称性破缺的过程,赋予规范玻色子质量,是所有可能机制中最简单的一种。

内容简介

在标准模型里,希格斯机制(英语:Higgs mechanism)是一种生成质量的机制,能够使基本粒子获得质量。为什么费米子、W玻色子、Z玻色子具有质量,而光子、胶子的质量为零。希格斯机制可以解释这问题。希格斯机制应用自发对称性破缺来赋予规范玻色子质量。在所有可以赋予规范玻色子质量,而同时又遵守规范理论的可能机制中,这是最简单的机制。根据希格斯机制,希格斯场遍布于宇宙,有些基本粒子因为与希格斯场之间相互作用而获得质量。
更仔细地解释,在规范场论里,为了满足定域规范不变性,必须设定规范玻色子的质量为零。由于希格斯场的真空期望值不等于零,造成自发对称性破缺,因此规范玻色子会获得质量,同时生成一种零质量玻色子,称为戈德斯通玻色子,而希格斯玻色子则是伴随着希格斯场的粒子,是希格斯场的振动。通过选择适当的规范,戈德斯通玻色子会被抵销,只存留带质量希格斯玻色子与带质量规范矢量场。
希格斯机制复标量场之-结构模型图