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同时发现的一种物理机制。

中文名

希格斯机制

外文名

Higgs mechanism

提出者

苏格兰物理学家彼得·希格斯和其他理论物理学家

应用学科

物理学

适用领域

粒子物理

领域

量子力学

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同时发现的一种物理机制。

在规范场理论中，规范粒子的质量是为对称性所不允许的。这是杨-米尔斯理论的严重缺陷。随着对对称性破缺的深入研究，特别是南部-戈德斯通定理的发现，物理学家们发现在规范理论中零质量的南部-戈德斯通粒子能为零质量的矢量规范粒子提供纵向分量，从而赋予它们以质量。

希格斯机制复标量场之-结构模型图

粒子物理的标准模型引进了一个两分量的复标量场，即希格斯场，它共有四个自由度。在弱电SU(2) imes U(1)对称群被希格斯场的势能所自发破坏后，希格斯场中的三个自由度被SU(2)的规范粒子所吸收而成为它们的纵向分量。这些规范粒子就是W^\pm和Z^0玻色子（确切地说，Z^0是SU(2)和U(1)规范粒子的一个线性组合，它的正交组合是光子）。希格斯场的剩余自由度被称为希格斯玻色子。它还没有被高能实验所证实。

希格斯机制与电弱统一理论中之W+, W-, Z0弱玻色子-结构模型场图

希格斯场独立于希格斯机制，是标准模型中的一个方便假设。它并不是理论所必需的组成部分。在动力学对称破缺模型如工作色模型（)中，希格斯场为凝聚的费米子对（类似超导理论中的库柏对）所取代。只有在超对称标准模型中希格斯场才是真正基本的角色。