希格斯场简介

希格斯机制是苏格兰物理学家彼得·希格斯和其他理论物理学家发现的一种物理机制。

在规范场理论中,规范粒子的质量是对称性不允许的。这是杨-米尔斯理论的一个严重缺陷。随着对对称性破缺研究的深入,特别是南戈尔兹通定理的发现,物理学家发现质量为零的南戈尔兹通粒子可以为规范理论中质量为零的矢量规范粒子提供纵向分量,从而赋予它们质量。

粒子物理的标准模型引入了一个两分量的复标量场,即希格斯场,它有四个自由度。弱对称群被希格斯场的势能自发破坏后,希格斯场中的三个自由度被SU(2)的规范粒子吸收,成为它们的纵向分量。这些规范粒子是W和Z0玻色子(具体来说,Z0是SU(2)和U(1)规范粒子的线性组合,它的正交组合是光子)。希格斯场剩下的自由度叫做希格斯玻色子。

希格斯场独立于希格斯机制,是标准模型中一个方便的假设。这不是理论的必要部分。在工作色模型等动态对称破缺模型中,希格斯场被凝聚费米子对(类似于超导理论中的库珀对)代替。只有在超对称标准模型中,希格斯场才是真正的基础角色。