而标准模型理论,诞生了一位位杰出数学家,可以说是诺贝尔物理学奖拿奖拿到手软。
“标准模型理论的创立,当真是够伟大的,给人类带来难以想象的财富!”刘一辰越是深入了解,越是感慨。
这半个世纪粒子物理发展迅勐非常,可以说都是挖掘标准模型这一座宝藏。
而现在这座宝藏,最后最值得挖掘的就属‘上帝粒子’希格斯玻色子。
标准模型包含费米子及玻色子两类――费米子为拥有半整数的自旋并遵守泡利不相容原理的粒子;玻色子则拥有整数自旋而并不遵守泡利不相容原理。简单地说,费米子组成物质的粒子,而玻色子负责传递各种作用力。电弱统一理论与量子色动力学在标准模型中合并为一。
这些理论都基于规范场论,即把费米子跟玻色子配对起来,以描述费米子之间的力。由于每组中介玻色子的拉格朗日函数在规范变换中都不变,所以这些中介玻色子就被称为“规范玻色子”。
标准模型所包含的玻色子有:负责传递电磁力的光子;负责传递弱核力的w及z玻色子;负责传递强核力的8种胶子。
希格斯玻色子也是一种玻色子,然他它与这些规范玻色子不同,希格斯粒子负责引导规范变换中的对称性自发破缺,是惯性质量的来源,因此并不是规范玻色子。
在20世纪60年代,杨米尔斯理论无论应用到弱还是强相互作用中所遇到的主要障碍就是质量问题,由于规范理论规范对称性禁止规范玻色子带有任何质量,然而这一禁忌却与实验中的观测不相符合,如果不能解决质量问题,将使得整个研究失去基础。
一开始人们试图通过自发对称破缺机制,即打破规范理论中对拉氏量对称性的严格要求,使得物理真空中的拉氏量不再满足这种对称性,然而到了1962年,每一个自发对称性破缺都被证明必定伴随着一个无质量无自旋粒子,这无疑也是不可能的。
1964年,希格斯解决了这个问题,使得自发对称性破缺发生时,那个无质量无自旋粒子仍然存在,但它将变成规范粒子的螺旋性为零的分量,从而使规范粒子获得质量,这就是希格斯机制。
通过希格斯场产生对称性破缺,同时在现实世界留下了一个自旋为零的希格斯粒子。
希格斯粒子之所为是‘上帝粒子’,之所以这么重要,可以说它是整个标准模型的基石之一,如果希格斯粒子不存在,将使整个标准模型失去效力。
“刘,怎么样,这段时间你都在忙什么?”耳边传来威腾的话。
刘一辰抬头看了一眼,说道:“正在研究‘希格斯粒子’!”