希格斯玻色子是零自旋且无核结构的粒子,在2013年发现希格斯粒子以前,物理学家甚至不能确定无核结构的标量场是否能被实验证明。
从题主的问题中,我可以很负责地说,题主不懂量子场论。量子场论早已很明确地解释清楚了希格斯机制和粒子质量的关系。一个粒子要想有质量,就必须要与希格斯玻色子有相互作用。但是,目前来说,我们现在只有唯象理论来解释质量起源。这个唯象理论叫“对称性自发破缺”。希格斯玻色子存在自相互作用项,这是量子场论最基础的、最简单的相互作用理论,而矢量场——规范玻色子——与希格斯玻色子也存在相互作用,因此对称性自发破缺一样,希格斯玻色子和矢量场就能带上质量。至于为什么会带上质量,这就需要懂一些量子场论的知识。粒子的质量来自于粒子场的拉格朗日函数密度里的场量二次方项,一般来说希格斯机制可以让相互作用项中破缺出场量的二次方项,所以质量就出现了。值得一提的是,希格斯机制只能解释玻色子质量,对费米子质量还需要考虑手征对称性破缺。
希格斯玻色子的出现既是好事,也是坏事!说它是好事,是因为找到希格斯玻色子以预示着粒子物理学标准模型的合理性,但是同时却因为希格斯玻色子质量太小而否定了粒子物理学标准模型的自然性!希格斯玻色子的质量的数量级只有100GeV,而普朗克能量却比希格斯玻色子高出17个数量级,这意味着粒子物理学标准模型如果只能在普朗克能量以下的能标区成立,那么我们需要计算到34位有效数字才能将粒子物理学标准模型下的量子场论振幅算“对”。这是极为不自然的!
粒子物理学标准模型正是“成也希格斯玻色子,败也希格斯玻色子”!所以,越是了解当代物理学越是对当代物理学没有底气。
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