希格斯玻色子是以什麼樣的方式存在於粒子中的?

夜幕下的哈里博特

希格斯玻色子是零自旋且無核結構的粒子,在2013年發現希格斯粒子以前,物理學家甚至不能確定無核結構的標量場是否能被實驗證明。

從題主的問題中,我可以很負責地說,題主不懂量子場論。量子場論早已很明確地解釋清楚了希格斯機制和粒子質量的關係。一個粒子要想有質量,就必須要與希格斯玻色子有相互作用。但是,目前來說,我們現在只有唯象理論來解釋質量起源。這個唯象理論叫“對稱性自發破缺”。希格斯玻色子存在自相互作用項,這是量子場論最基礎的、最簡單的相互作用理論,而矢量場——規範玻色子——與希格斯玻色子也存在相互作用,因此對稱性自發破缺一樣,希格斯玻色子和矢量場就能帶上質量。至於為什麼會帶上質量,這就需要懂一些量子場論的知識。粒子的質量來自於粒子場的拉格朗日函數密度裡的場量二次方項,一般來說希格斯機制可以讓相互作用項中破缺出場量的二次方項,所以質量就出現了。值得一提的是,希格斯機制只能解釋玻色子質量,對費米子質量還需要考慮手徵對稱性破缺。

希格斯玻色子的出現既是好事,也是壞事!說它是好事,是因為找到希格斯玻色子以預示著粒子物理學標準模型的合理性,但是同時卻因為希格斯玻色子質量太小而否定了粒子物理學標準模型的自然性!希格斯玻色子的質量的數量級只有100GeV,而普朗克能量卻比希格斯玻色子高出17個數量級,這意味著粒子物理學標準模型如果只能在普朗克能量以下的能標區成立,那麼我們需要計算到34位有效數字才能將粒子物理學標準模型下的量子場論振幅算“對”。這是極為不自然的!

粒子物理學標準模型正是“成也希格斯玻色子,敗也希格斯玻色子”!所以,越是瞭解當代物理學越是對當代物理學沒有底氣。


科學聯盟

目前人們認為玻色子是物質產生質量的原因,通俗地說物質質量是該物質單位密度的數量。以此分析,玻色子在粒子中應該是有很強的粘合性,以保證物質的其它粒子不致於散開,那就是處於高速旋轉狀態,甚至分不出方向。


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