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能看懂希格斯机制的数学推理,证明你当年,肯定是学霸!

 探索之子 2018-02-27

导读:本章摘自独立学者灵遁者量子力学科普书籍《见微知著》。此文旨在帮助大家认识我们身处的世界。世界是确定的,但世界的确定性不是我们能把我的。

所以下面再为大家介绍一下希格斯机制。很明显,希格斯机制(英语:Higgs mechanism)是一种生成质量的机制,能够使基本粒子获得质量。

能看懂希格斯机制的数学推理,证明你当年,肯定是学霸!

为什么费米子、W玻色子、Z玻色子具有质量,而光子、胶子的质量为零?希格斯机制可以解释这问题。希格斯机制应用自发对称性破缺来赋予规范玻色子质量。在所有可以赋予规范玻色子质量,而同时又遵守规范理论的可能机制中,这是最简单的机制。根据希格斯机制,希格斯场遍布于宇宙,有些基本粒子因为与希格斯场之间相互作用而获得质量。

更仔细地解释,在规范场论里,为了满足定域规范不变性,必须设定规范玻色子的质量为零。由于希格斯场的真空期望值不等于零,造成自发对称性破缺,因此规范玻色子会获得质量,同时生成一种零质量玻色子,称为戈德斯通玻色子,而希格斯玻色子则是伴随着希格斯场的粒子,是希格斯场的振动。通过选择适当的规范,戈德斯通玻色子会被抵销,只存留带质量希格斯玻色子与带质量规范矢量场。

费米子也是因为与希格斯场相互作用而获得质量,但它们获得质量的方式不同于W玻色子、Z玻色子的方式。在规范场论里,为了满足定域规范不变性,必须设定费米子的质量为零。通过汤川耦合,费米子也可以因为自发对称性破缺而获得质量。这个上面已经表述过。

需要相关数学描述的,可以参考下面截图文献资料【来源于维基百科】,可以作为图片放大看:

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数学描述仅限于高等物理学生参考,普通科普学习者,可以略过。但要理解和认识希格斯机制和希格斯场。知道在我们生活的宇宙中,有这一法则,就已经是领略了一种美。

灵遁者量子力学科普书籍《见微知著》在灵遁者淘宝有。

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我自己就属于后者,这样数学描述,我看了也头疼,更不会推理。但我依然喜欢去知道一些我不知道,我不了解的东西。我希望你们也喜欢知道一些不为大众所熟知的东西。

因为有些东西,一定要有一些人知道,才能传承,才能发展。

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摘自独立学者灵遁者量子力学书籍《见微知著》

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