希格斯玻色子是什么？

要了解希格斯玻色子，我们确实首先需要谈论希格斯领域。该场赋予某些基本粒子其质量，同时也将四个自然基本力中的两个相互分离。

该场的存在是在1960年代初首次被理论化的，物理学家考虑了一个假设场的结果，该场将解释电磁力和弱力如何分离，以及为什么某些承载力（或规格）的粒子具有质量（如W和Z）玻色子），而其他（例如光子）则不然。

英国物理学家彼得·希格斯（Peter Higgs）是从事此模型研究的众多研究人员之一。此后，他的名字已成为该领域，其组成部分及其作用机理的代名词。

那么，希格斯玻色子是什么？

与所有量子场一样，希格斯场产生其自身的基本粒子希格斯玻色子。它是一个相对重的，不带电荷的，高度不稳定的玻色子（带有力的粒子，自旋为零），在分解成其他多种粒子中的任何一个之前都会眨眨眼。

2012年，大型强子对撞机的两个探测器检测到了这种颗粒，正式导致希格斯玻色子被纳入标准模型，并为希格斯机制提供了有力的证据。

是什么使粒子具有质量？

在日常情况下，我们将质量视为运动的阻力。大质量的东西很难移动。一旦运动，就很难停止。

爱因斯坦（Albert Einstein）的狭义相对论表述为我们提供了另一种观察质量的方式-它是物体能量的一种表达。

当静止不动时，物体的质量等于其能量除以光速的平方-这是熟悉的公式E = mc2的一种扭曲。使物体运动，尤其是在近光速下运动，它将获得作为质量的能量。

原子的大部分质量来自称为夸克的高能粒子嗡嗡声，这些粒子在核子内部滑动，并被强大的力束缚在一起。

然而，夸克本身也有质量。周围的电子也一样。由于它们内部没有“嗡嗡”的声音，因此需要某种活动来解释与静止状态下它们的质量相等的能量。

更重要的是，在20世纪中叶，物理学家发现先前描述规范玻色子的模型与观测值不符；诸如弱力的W和Z玻色子之类的短距离粒子的质量是整个质子的80倍，而电磁场的远距离光子根本没有质量。

物理学家们迫切希望找到造成这些重量差异的原因，以及为什么这两个领域如此不同。

希格斯场如何使基本粒子具有质量？

在大爆炸之后的瞬间，在如此高的温度下，电磁场和弱核力场实际上几乎是相同的。

随着宇宙的膨胀和冷却，这两个领域将变得截然不同–一个使用重玻色子在原子核的短距离内起作用，另一个使用玻色子轻到可以跨越广阔空间的范围。

关于这种分裂以及质量差异的类似解释来自世界各地的几组物理学家。历史承认希格斯及其同事弗朗索瓦·恩格勒特（FrançoisEnglert）和罗伯特·布劳特（Robert Brout）于1964年提出的建议，该建议基于一种新型的量子场，这种量子场在任何地方，甚至在整个空白空间都活跃。

在宇宙的每个角上都有一个非零值的场会破坏量子力学的基本平衡，从理论上讲应该产生一种已经被实验排除的粒子。

但是希格斯（Higgs），恩格勒特（Englert）和布劳特（Brout）表明，如果这个假想领域与造成弱力的领域相关联，那么没人会看到的麻烦粒子将被吞噬，留下一些重量级的W和Z玻色子以及相对较重的自旋-较少的，不带电的“希格斯”玻色子（会很快崩溃）。

可以将希格斯场想象成一家糖果店，玻色子在吃巧克力时不愿被赶到，只留下一堆短命的“希格斯包装纸”。

很快就知道，同样的过程几乎适用于任何量子场。希格斯场解释了一系列其他基本粒子（例如夸克和电子）的质量，这些基本粒子 在花费一些时间来治疗自己的爱吃甜食时都不会被推挤。

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