希格斯机制是一个用于解释基本粒子质量起源的物理机制。文章介绍了希格斯机制的基本概念,并运用多项式函数等初等数学知识阐释了希格斯机制和自发对称性破缺的物理内涵,最后评述了对称性思想在现代科学发展中的重要意义。
2023年8月,美国费米国家实验室的“µ子g-2实验”团队宣布了µ子磁矩的最新实验结果,将实验值与理论预测值的偏差置信度提升至5个标准差,这表明存在物理新发现的可能性高达99.99994%。早在2021年4月,费米国家实验室就曾宣布µ子磁矩的测量结果与粒子物理“标准模型”理论存在偏差,当时的置信度为4.2标准差。
该结果发表后立刻在学术界引起轰动。很多学者预测这有可能对现有粒子物理的标准模型和希格斯机制提出挑战,甚至预示着新物理理论的诞生。近年来,一次又一次偏离理论值的结果被报道出来,使人们再一次将目光聚焦在标准模型的封碑之作———
何谓“
根据被主流认可的理论宇宙大爆炸 ,宇宙形成之初处于高能状态此时μ^>势能曲线如图所示红线所极小值所处的状态称为该系统的真空态φ=±v处出现两个对称的极小值得注意因为零点的状态发生了变化此时m^<即虚数这在真实的物世界中是不允许存在的为了解决这个问题系统会离开零点自发地选择其中一个真空态即发生所谓的自发性破缺再在新附近激发新假设系统选择这个点作为新的需要建立一个新的坐标系并以该点为由此引入一个新的标量场σ使得σ=φ-v得到新的势能函数V(σ)由可知μ^=-λ代入可消除其中的一次项进一步化简后可得图a对称性破后的b复标量场的面式中的二次项系数为正值说明比原来的更强此外三次的出现也确实发生了自发性破坏最终只能选择一个确定的状态这意味着描述我们这个世界的基本法则是的对称但真实世界的选择是的不对称性的过程使开放的未来变成了确定的过去