标准模型

希格斯玻色子

/ HIGZ BOH-zon /

希格斯玻色子是补全标准模型清单的那个粒子——它是 2012 年才被找到的最后一块拼图,距它被预言已差不多五十年。它的发现,证实了一个关于“质量从何而来”的想法。粗略的图景是:空间各处都弥漫着一种看不见的“希格斯场”,粒子通过与这个场相互作用而获得质量,有点像在蜂蜜里行进比在空气里更费劲。而这个玻色子,就是你猛戳那个场时激起的涟漪。

下面是更严谨的版本。希格斯场遍布整个宇宙,带有一个稳定的背景值,与它耦合得强的粒子(如顶夸克、W 和 Z 玻色子)最终很重,与它耦合得弱的(如电子)最终很轻,而完全不耦合的粒子(光子)则保持无质量。希格斯玻色子,就是当你在一点上注入足够能量、使那个场振动、从而产生一个真实而转瞬即逝的粒子时所显现的东西。它不带电荷、没有自旋,而且几乎瞬间衰变,这正是要用一台巨大的对撞机才能造出并捕捉到它的原因。

它之所以重要,是因为若没有希格斯机制,基本方程会迫使 W、Z、电子和夸克都没有质量——而一个全是无质量粒子的宇宙将没有原子、没有化学、也没有我们。一个如实的提醒:希格斯赋予基本粒子质量,但它并不能说明你体重的绝大部分。质子(因而也是你身体)质量的绝大多数,来自把夸克束缚在一起的强相互作用的能量,而不是来自希格斯场。

2012 年,大型强子对撞机上的两个实验各自独立地在数据中、约 125 GeV 处看到一个鼓包——这是早在 1964 年就被预言的希格斯玻色子毋庸置疑的特征信号。

标准模型中最后一个被找到的、曾被预言的粒子。

希格斯赋予基本粒子质量,但并不能解释你体重的大部分:质子质量的约 99% 是束缚其夸克的强相互作用能量,而非希格斯场。

又称
希格斯玻色子希格斯玻色子Higgs particle上帝粒子