2、希格斯机制的由来
希格斯粒子综述
现代理论物理导论作业题目: 关于希格斯粒子的介绍专业班级 2014级学科教学（物理）学生姓名学生学号完成时间关于希格斯粒子的介绍(2014级学科教学（物理） )摘要：希格斯粒子的研究是物理学前沿领域研究，因此对于希格斯粒子的了解至关重要。
此文首先在简单的介绍希格斯粒子的基本术语后，介绍了希格斯粒子的理论发展，及其实验研究，最后完整的介绍了希格斯粒子的基本概念，将对希格斯粒子的有关内容进行简单的综述。
关键词：希格斯粒子；理论发展；实验探究1 关于希格斯粒子的基础术语介绍本篇文章使用到一些名称相近的术语。
这些术语涉及到很多重要与相关的概念。
为了避免混淆不清，在这里特别对这些术语加以详细解释说明。
规范对称性：将物理系统在各个时空位置的物理性质按照规范场论关联在一起，可以分为全局规范对称性与局域规范对称性两种。
为了满足局域规范对称性，必须引入传递基本相互作用的规范玻色字，而这规范玻色子必须不带有质量。
例如，为了满足局域规范对称性，电磁相互作用的规范玻色子不带有质量，因此，电磁力是长程力，光子的质量为零。
相互作用的规范对称性迫使它的规范玻色子不带有质量，但是实验证明，弱相互作用的规范玻色子（W玻色子、Z玻色子）实际带有很大的质量，因此弱作用力是短程力。
很长久一段时间，物理学者无法完善处理这理论瑕疵。
希格斯机制：解释了为什么规范玻色子仍旧带有质量，尽管基本粒子所遵守的物理定律必须满足规范对称性。
理论物理学者进一步提出，希格斯机制可能是所有基本粒子获得质量的物理机制。
这希格斯机制已被实验证实。
但是，物理学者仍旧不清楚关于希格斯机制的诸多细节。
希格斯场：是根据标准模型假定遍布于宇宙的一种基本场。
假若这希格斯场存在，则弱电相互作用所遵守的对称性物理定律的会被打破。
希格斯场的存在触发了希格斯机制，使得负责传递弱作用力的规范玻色子带有质量，因此弱作用力是短程力。
理论物理学者进一步提出，这同样的希格斯场可以解释为什么其它种基本粒子（轻子、夸克）也带有质量。
2、希格斯机制的由来知识讲解
2、希格斯机制的由来2、希格斯机制的由来对称是美的，完美的对称只有唯一的一种相互作用，世界也就变得单调而乏味。
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兼容原理（这原理指出没有相同的费米子能占有同样的量子态）的粒子；玻色子则拥有整数自旋而并不遵守泡利不兼容原理。
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。
希格斯子也是一种玻色子，然而它与上述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。
在研究过程中，杨-米尔斯方法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。
当1995年3月2日，美国费米实验室向全世界宣布他们发现了顶夸克时，一套称之为标准模型的粒子物理学模型所预言的61个基本粒子中的60个都已经得到了实验数据的支持与验证，看上去标准模型马上就要获得决定性的胜利，对物质微观结构的探索已经到达了它的尾声，似乎人类也马上就要听到这一跌宕起伏的，充满了高潮与华彩的探索乐章的终曲，但是仍然有一个粒子，游离在这座辉煌的大厦之外，仿佛一个幽灵，这就是希格斯粒子，而且就是这个粒子可能会击垮整座大厦。
标准模型Higgs机制与规范破缺新关系
标准模型Higgs机制与规范破缺新关系自从在2012年被欧洲核子研究组织（CERN）的大型强子对撞机上实验验证后，Higgs玻色子的存在为粒子物理学开辟了新的篇章。
通过Higgs机制，粒子获得了质量，同时也揭示了规范破缺的新关系。
本文将介绍标准模型Higgs机制的基本原理，以及与规范破缺之间的关系。
1. Higgs机制的基本原理Higgs机制是由彼得·希格斯等人于1964年提出的，它解释了为什么某些粒子具有质量，而其他粒子却是没有质量的。
根据希格斯场的理论，宇宙中存在一个场，这个场通过与粒子相互作用，使其获得质量。
希格斯场是一个普遍存在的场，充斥着整个宇宙，与之相互作用的粒子会在它的作用下获得不同的质量。
最重要的是，希格斯场的存在并非一个纯粹的猜测，实验证据也证实了它的存在。
2. Higgs机制与粒子质量之间的关系在标准模型中，所有粒子的质量都是由与希格斯场的相互作用所导致的。
具体来说，希格斯场通过与粒子产生耦合来使它们获得质量。
与希格斯场耦合得越强的粒子质量越大，耦合强度越弱的粒子质量越小或者是没有质量。
Higgs机制的核心思想是，粒子与希格斯场相互作用会导致它们能量的一部分被消耗，从而产生质量。
这就好比在空气中走动时，周围的空气分子与人体碰撞，阻力增加，使得人体运动的能量减少，最终产生了质量感。
3. Higgs机制和规范破缺之间的关系早期的规范破缺理论是由格鲁夫和瓦尔兹纳提出的，它解释了为什么电磁力和弱力在现象上看起来是不一样的，尽管它们都能够通过相同的规范场方程描述。
规范场在现象上看起来没有质量，然而实际上，这两种力的粒子相互作用是通过与希格斯场耦合来获得质量的。
这种相互作用导致了规范场的自由度变得有限，从而破坏了它们的对称性，即规范破缺。
Higgs机制提供了一种框架来解释规范破缺现象，并且在标准模型中成功描述了电磁力和弱力的统一。
通过与希格斯场的相互作用，规范场获得了质量，进而导致了规范破缺。
希格斯玻色子概述
希格斯玻色子希格斯玻色子希格斯玻色子（或称希格斯粒子、希格斯子Higgs boson）是粒子物理学标准模型预言的一种自旋为零的玻色子，至今尚未在实验中观察到。
它也是标准模型中最后一种未被发现的粒子。
物理学家希格斯提出了希格斯机制。
在此机制中，希格斯场引起自发对称性破缺，并将质量赋予规范传播子和费米子。
希格斯粒子是希格斯场的场量子化激发，它通过自相互作用而获得质量。
2012年7月2日，美国能源部下属的费米国家加速器实验室宣布，该实验室最新数据接近证明被称为―上帝粒子‖的希格斯玻色子的存在。
标准模型给出了自然界四种相互作用中的电磁相互作用和弱相互作用的统一描述，但是在能量低于一定条件后，电磁相互作用和弱相互作用将呈现为不同的相互作用，这被称为电弱相互作用的对称性自发破缺。
希格斯粒子就是在标准模型解释电弱对称性自发破缺的机制时引入的。
研究背景英国物理学家希格斯（P.W.Higgs）提出了希格斯机制。
在此机制中，希格斯场引起电弱相互作用的对称性自发破缺，并将质量赋予规范玻色子和费米子。
希格斯粒子是希格斯场的场量子化激发，它通过自相互作用而获得质量。
欧洲核子研究中心的大型强子对撞机(Large Hadron Collider，简称LHC)将有机会发现希格斯粒子。
上帝粒子--希格斯粒子希格斯玻色子被认为是物质的质量之源，―上帝粒子‖是1988年诺贝尔物理学奖获得者莱德曼对希格斯玻色子的别称。
这种粒子是物理学家们从理论上假定存在的一种基本粒子，目前已成为整个粒子物理学界研究的中心，莱德曼更形象地将其称为―指挥着宇宙交响曲的粒子‖。
自1899年汤姆逊爵士发现电子开始，直至如今，在一个多世纪的时间里，人类一直孜孜不倦的探索着微观欧洲核子研究中心大型强子对撞机世界的奥秘。
1995年3月2日，美国费米实验室向全世界宣布他们发现了顶夸克时，一套称之为标准模型的粒子物理学模型所预言的62个基本粒子中的61个都已经得到了实验数据的支持与验证，看上去标准模型马上就要获得决定性的胜利，对物质微观结构的探索已经到达了它的尾声，似乎人类也马上就要听到这一跌宕起伏的，充满了高潮与华彩的探索乐章的终曲，但是仍然有一个粒子，游离在这座辉煌的大厦之外，仿佛一个幽灵，这就是希格斯粒子，而且就是这个粒子可能会击垮整座大厦。
higgs粒子主要衰变道_概述及解释说明
higgs粒子主要衰变道概述及解释说明1. 引言1.1 概述在物理学领域，higgs粒子是一种由标准模型预测的基本粒子，也被称为希格斯玻色子。
它于2012年由欧洲核子研究组织（CERN）的大型强子对撞机（LHC）实验团队通过其主要衰变道进行探测而被确认存在。
1.2 文章结构本文将首先介绍higgs粒子的基本概念和发现历程。
然后，我们将重点讨论higgs粒子主要衰变道，并解释了了解这些衰变道的重要性。
接下来，我们将对常见的higgs粒子衰变模式进行详细分析并介绍每个模式的特点。
最后，我们将总结回顾主要衰变道及其解释说明，并展望未来在该领域的研究方向。
1.3 目的本文旨在提供一个全面而清晰的概述，以帮助读者深入了解higgs粒子主要衰变道及其重要性。
通过对不同衰变模式的分析和研究进展，我们希望能够揭示更多关于higgs粒子特性和基本物理规律的信息，并为未来的研究提供指导和启示。
2. higgs粒子2.1 简介Higgs粒子是由彼得·希格斯（Peter Higgs）等科学家在1964年提出的，也被称为希格斯玻色子。
它是标准模型中的一种基本粒子，具有自旋零和非常特殊的质量。
Higgs粒子被认为是解释元素粒子获得质量机制的关键。
2.2 发现历程通过欧洲核子研究中心（CERN）的大型强子对撞机（LHC）在2012年实验数据的分析后，宣布正式发现了Higgs粒子。
这个发现对于理解基本粒子物理学和揭示宇宙组成起到了重要作用。
2.3 特性与重要性Higgs粒子与其他基本粒子不同，因为它是唯一一个在标准模型中没有自旋零点的费米子或玻色子。
通过与其他基本粒子相互作用，Higgs场赋予这些基本粒子质量，并且对其行为产生关键影响。
Higgs粒子的发现证实了希格斯场存在，并且奠定了标准模型的一部分，这是目前最广泛接受的描述微观世界的理论框架。
Higgs粒子的理解对于揭示宇宙的演化和基本粒子物理学的未来研究具有重要意义。
标准模型Higgs机制的深入探讨
标准模型Higgs机制的深入探讨标准模型是现代粒子物理学中最基本、最成功的理论之一。
其中，Higgs机制是标准模型的核心组成部分，对了解基本粒子的质量来源起着重要作用。
本文将对标准模型Higgs机制进行深入探讨，以便更好地理解该机制对粒子物理的意义和影响。
1. Higgs机制的理论基础Higgs机制是由彼得·希格斯等科学家于20世纪60年代末提出的。
它解决了电弱相互作用的质量问题。
根据标准模型的理论，在宇宙早期，粒子是没有质量的。
希格斯场的存在打破了对称性，通过与希格斯场耦合的粒子获取了质量。
Higgs机制通过一个由希格斯机制引发的自发对称破缺实现了这一点。
2. Higgs场的性质与特点希格斯场是一种特殊的场，被认为是宇宙中普遍存在的场。
Higgs 场与其他场不同，其自身的量子具有自旋为0，这使得Higgs机制在标准模型中扮演了重要角色。
Higgs场的存在也被实验证实，最重要的就是2012年CERN实验室的ATLAS和CMS两个实验团队探测到了希格斯玻色子。
3. Higgs机制与粒子质量标准模型中的粒子质量来自与希格斯场耦合。
希格斯场与夸克、轻子等基本粒子相互作用，这些相互作用通过希格斯玻色子进行传递。
希格斯玻色子的质量决定了粒子的质量，不同粒子与希格斯场的耦合强度也决定了它们的质量。
4. Higgs机制与电弱相互作用Higgs机制的提出成功地解释了电弱相互作用的质量问题。
标准模型中的电弱相互作用包括电荷弱相互作用和弱核力。
电弱相互作用的粒子W和Z玻色子的质量由希格斯机制提供。
希格斯机制还预言并成功预测了W和Z玻色子的质量比例。
5. Higgs机制与暴露对称性破缺标准模型中的希格斯场以一种看似对称的方式与其他粒子相互作用，但在低能量下它是不可见的，这种称为暴露对称性破缺。
正是这种破缺才使粒子具有质量。
希格斯机制的理论解释了为什么质量存在于宇宙中。
6. Higgs机制的重要性与未来研究Higgs机制的发现及后续研究对粒子物理学有着重要意义。
希格斯粒子
希格斯粒子希格斯粒子在诸多科普文章中被冠以“上帝粒子”之称，主要是因为与之相关的“希格斯机制”是一种为微观粒子赋予质量的机制，在某种程度上，希格斯粒子是一个“质量创造者”。
那么，希格斯粒子究竟是怎么一回事呢？希格斯机制又是怎么让粒子产生质量的呢？我们身上的所有物质的质量都来自希格斯机制吗？笔者将这篇文章中，尝试用浅显易懂的方式讲述希格斯粒子的故事。
我们的故事将从对称和对称破缺开始。
第一章对称性与对称破缺在笔者看来，对称性与对称破缺所蕴含的思想和现象，是现代物理学中最迷人最优美的发现，它们广泛存在于自然现象中，也蕴含着极为深刻地哲学思想。
简单地说，“对称”代表着一种美，而它的“破缺”则是一种“不完美”的体现，是一种“美的破缺”，而恰恰是这种“美的破缺”营造了我们这个丰富多彩的世界，而在“破缺”中又无处不体现着对称的美，科学思想的精妙体现于其中，令人赞叹。
早在古希腊时代，西方哲学的先哲们就已经开始探索各样的“对称”，并开始为科学发展奠定思想的根基。
从那个时代开始，“对称性”就成为了美的象征，甚至成为了一种科学的信仰。
我们看到世界各地的建筑设计，室内装潢，景观布置，乃至城市区域规划都采用了大量具有各种对称性结构的几何图案，例如老北京城的中轴线就体现了对称性的美学效应。
人类对于对称性的喜爱和使用超越了时间跨度和文化差异，人类对对称性的探索和理解也在随着数学思想的发展逐步深入，走过了从直观到抽象的跨越，但对于对称性的美的信仰却从未来改变。
老北京城的中轴线随着数学理论的发展，人类对对称性的理解上升到了新的高度。
数学的“群论”成为了科学家们研究对称性的有力工具。
群论在数学上是一个抽象的概念，直观地说，群论是用来研究各种“变换”的，群的元素就是一种对称性的“操作”，这些变换或者操作组成的集合就是一个“群”。
那么为什么群论能够成为研究对称性的基本工具呢？“对称的破缺”又是如何在其中体现出来的呢？我们用一个简单的例子来解释这个问题。
希格斯玻色子
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希格斯玻色子是粒子物理学标准模型预言的一种自旋为零的玻色子。
物理学家希格斯提出了希格斯机制。
在此机制中，希格斯场引起自发对称性破缺，并将质量赋予规范传播子和费米子。
希格斯粒子是希格斯场的场量子化激发，它通过自相互作用而获得质量。
2012年7月2日，美国能源部下属的费米国家加速器实验室宣布，该实验室最新数据接近证明被称为“上帝粒子”的希格斯玻色子的存在。
2013年3月14日，欧洲核子研究组织发布新闻稿表示，先前探测到的新粒子是希格斯玻色子。
2013年10月8日，诺贝尔物理学奖在瑞典揭晓，比利时理论物理学家弗朗索瓦·恩格勒和英国理论物理学家彼得·希格斯因希格斯玻色子的理论预言获奖。
目录1简介1.1 诠释1.2 研究背景1.3 研究历史2理论2.1 物理方面2.2 方程简式2.3 标准模型2.4 其他模型3成果3.1 萍踪难觅3.2 转机与质疑3.3 最新发现3.4 相关著作4进展4.1 博客传闻4.2 或被发现4.3 诡异情况4.4 发现踪迹4.5 接近证明4.6 新证据支持1简介诠释在粒子物理学里，标准模型是一种被广泛接受的框架，可以描述强力、弱力及电磁力这三种基本力及组成所有物质的基本粒子。
由于基本粒子和基本力形成了物理世界，所以，除了引力以外，标准模型可以合理解释这世界中的大多数物理现象。
最初，标准模型所倚赖的规范场论禁止基本粒子拥有质量，这很明显地显示出初始模型不够完全。
后来，物理学者研究出一种机制，能够利用对称性破缺来赋予基本粒子质量，同时又不会抵触到规范场论。
这机制被称为希格斯机制。
在所有解释质量起源的机制之中，希格斯机制是最简单、最被认可的一种。
物理学者已完成很多实验，并确实侦测到这机制引发的许多种效应，但是他们不确切了解这机制到底是怎么一回事。
上帝粒子——希格斯波色
问题的提出
传递粒子一个静止质量为零，一个有很大的质量， 差距很大，两种力如何统一？此外，在当时的理 论模型中，出于对称性的要求，不允许夸克和轻 子（像电子、中微子这样一些不参与强核力作用 的粒子）拥有质量，这显然也跟观测事实不符。 这些难题都涉及同一个非常严肃的问题：为何不 同的粒子会有不同的质量？粒子的质量是怎么来 的？ 于是，质量的起源原本被认为是用不着去深究的， 现在却成了一个不得不回答的问题。
标准模型的缺陷
• 所以，哪怕标准模型再完善，至今也无法 把引力统一进来 ，也就无法完成“大统一 理论”
标准模型的缺陷
• 为什么标准模型没有囊括引力？ 同其他几种基本力相比，引力似乎太弱了。
物理学家对此有一种解释，我们感觉到的只 是引力的一部分，引力的大部分都隐藏在其 他的维度里。
希格斯机制Байду номын сангаас提出
一个形象的解释： 一群记者站在屋子里，一个拥挤的屋子，你和奥巴马也在，你 们试图从房间入口挤到出口去，你们进来了，会发生什么呢？
当然地，所有的记者都会涌向奥巴马，你呢，就会趁机努力直 奔出口而去，基本上，努力地话，你会到达那个门，但是奥巴 马的难度更大，因为绝大部分记者正围着他（更大的质量）， 在出口处，你会发现，你基本看不到奥巴马了（被一群记者围 着），而你身旁的记者却寥寥无几。整个房间就好比是希格斯 场，你和奥巴马就相当于不同的粒子，记者围奥巴马让其寸步 难行相当于粒子与希格斯场发生作用被赋很大的质量，而你则 几乎没有阻隔相当于几乎没有与希格斯场发生作用质量基本不 变
希格斯波色粒子的艰辛寻找
标准模型： 标准模型包含的基本粒子有61种。第一类是组成物质的粒子， 包括夸克、轻子以及它们的反粒子。其中夸克18种，轻子6种 （包括电子、u子、r子三种带一个单位负电荷的粒子，以及它 们分别对应的电子中微子、u子中微子、r子中微子三种），加 上它们的反粒子共48种；第二类是传递相互作用的粒子，共12 种；第三类是让基本粒子获得质量的粒子，也就是希格斯子。 在往后的岁月中，标准模型所预言的许多粒子都相继被找到，比如 底夸克是1977年由美国费米实验室发现的；传递弱核力的3种粒子 是在1983年找到的；顶夸克是1995年被发现的…… 最后，标准模型预言的粒子中只剩了一种没有“缉拿归案”，它就 是神秘的希格斯子。
希格斯粒子的神奇之处
希格斯粒子的神奇之处希格斯粒子的神奇之处，真的是让人眼前一亮！咱们得知道，希格斯粒子可不是随便哪颗粒子，它可是粒子物理学界的明星，简直就是“隐形斗篷”的拥有者。
你知道吗？在宇宙的大舞台上，它悄无声息地帮助其他粒子获取质量。
就像一个看不见的魔法师，让所有东西都能在这个世界上站稳脚跟。
要是没有希格斯粒子，整个宇宙可能就变成一锅粥，什么都漂浮着，别说人类了，连苹果也没法儿掉到地上。
希格斯粒子这个名字听起来很高大上，其实它背后有个有趣的故事。
1964年，彼得·希格斯这位老兄提出了这个理论，真是个天才！不过，大家对他这理论的接受程度嘛，哎，真的是像爬山一样，遇到了一堆阻碍。
直到2012年，科学家们在大型强子对撞机里终于捕捉到了这个小家伙，嘿，那一刻可真是震惊了全世界！想想看，经过了几乎五十年的摸索，终于把这只“猫”从“箱子”里拿了出来，真是让人觉得岁月不负追梦人。
说到希格斯粒子，它的存在就像是给宇宙加了一点儿盐，没有它，所有的粒子就像没有味道的菜肴，没法儿好好过日子。
希格斯场就像一个巨大的海洋，粒子们在这海洋里游来游去，获得它们的质量。
要是没有这片海洋，咱们今天可能就没法儿吃饭了，根本没有固态的东西存在。
像人们常说的“无米难炊”，没有希格斯粒子，宇宙就没法儿正常运转。
嘿，希格斯粒子还有一个超酷的地方，那就是它的神秘性。
说实话，科学家们对它的了解仍然不算深入，就像拆开一个精美的礼盒，里面可能藏着无数的惊喜。
它能让粒子有质量，但它自己却不怎么参与其他的物理反应，像是个“孤僻”的朋友，站在一旁静静地看着大家玩。
想象一下，一群人在欢快地聚会，而希格斯粒子就坐在角落，偶尔露出微笑，真是有趣的场景。
有的人可能会觉得，这希格斯粒子和我们日常生活有什么关系呢？大家都在享受着它的“恩赐”！比如说，电、磁、重力，这些都跟它有关系。
希格斯粒子让物质变得稳定，让万物有了形状。
再想想，咱们吃的每一口饭，喝的每一口水，都离不开这些基本粒子的作用。
王为民——希格斯机制
王为民——希格斯机制
王为民（四川南充龙门中学）
正反王为民粒子白洞视界内部真空量子涨落产生正反粒子，视界附予部分粒子质量。
因为王为民粒子的引力势类似希格斯粒子场。
王为民粒子白洞的引力势就象墨西哥草帽一样，在奇点处最大，而在视界处最小。
王为民粒子白洞视界内部真空量子涨落（起伏）产生的正反粒子（质量为零）在经过视界处电弱对称遭破坏，视界的引力势（类似希格斯粒子的势场）涨落附予传递弱力的中间玻色子质量，而光子和中微子仍然是零质量。
这样做的好处是用不着假设真空有无穷无尽的希格斯粒子。
使正反宇宙无中生有更加彻底。
王为民粒子白洞视界处有最低的引力势就是所谓的物理真空。
真空的对称性破缺就导致王为民粒子视界内部涨落产生的无质量的正反粒子获得质量。
其实，凡是规范场的粒子由无质量状态想变成有质量的粒子都可以通过希格斯机制获得质量。
如果认为所有有质量的粒子都是通过这样的途径获得质量的，应该是正确的。
这样既解释了粒子的统一性，即所有粒子都是由规范场产生的粒子，一切来自无中生有，同时，又在经过王为民粒子白洞视界处获得质量。
应该是一个很好的想法。
本人把正反物质粒子通过这种方式获得质量的机制命名为王为民——希格斯机制。
希格斯机制
希格斯机制一个星期天的早晨，一阵急促的门铃声把我从睡梦中惊醒。
“出去看看！”我揉了揉眼睛说道。
走到客厅里，见爸妈还在睡觉。
我便蹑手蹑脚地下楼，往大门口望了望，是物理老师的车，他肯定是要给我们上课。
难道老师要给我们讲光电效应？我顿时来了兴趣。
果然，他正开着车停在大门口，等待着我们呢。
可没等老师的车停稳，一股震耳欲聋的“铃铃铃”的声音就响起来了。
老师赶忙用钥匙把车锁好，拉着我的手，说：“快跑啊！物理老师上课了！”我撒腿就跑，像只小兔子似的蹿了出去，跑得上气不接下气，心里却十分紧张。
我们带着这样的疑问去求教老师，他认真地给我们解释：“今天我们要学习的内容叫做‘光电效应’。
”听到这，同学们都很激动。
可是当我们准备回家查阅资料时，又被老师叫住了。
老师语重心长地对我们说：“有一项物理研究表明，要想打破光电效应的规律，必须使用非希格斯玻色子。
因此，你们要认真思考光电效应的实质，为什么打破光电效应必须采用非希格斯玻色子？”“哦！原来是这样！”我们恍然大悟。
“光粒有希格斯和非希格斯两种，而且只有希格斯玻色子才能使得光电效应发生。
那么非希格斯玻色子就成了研究重点了。
你们一定会奇怪：非希格斯玻色子不是用来制造其他粒子的吗？怎么光电效应就必须用它来研究了呢？下面我就来告诉你们吧。
”老师滔滔不绝地讲了起来：“如果我们选择了制造人造原子的方法，将一块超高速的加速器碎片射入撞击靶材，由于靶材中存在微小空洞，超高速碎片便无处不在了。
我们称这种现象为自发对称性破缺，又称‘泡利不相容原理’。
由于强调的是局域性的特殊性，所以人们并未太注意它。
但随后人们发现，该原理具有更广泛的意义。
比如说，当带电粒子或核运动时，它们总倾向于通过小孔而被排除在小孔的一边。
人们由此提出了希格斯机制，即光子被这样一种东西俘获——就像云体捕获负离子一样，一个个小的虚光子就形成了。
其作用相当于泡利不相容原理中被束缚在小孔一侧的那部分电荷。
”这些研究证明了新粒子产生过程中的机制：希格斯效应不仅决定了新粒子的产生，也使原本不属于基本粒子范畴的场，诸如引力、弱相互作用等成为现实，这是最初没有预想到的。
希格斯机制，通过对称破缺，赋予粒子质量
希格斯机制，通过对称破缺，赋予粒子质量第二十五章：希格斯机制与希格斯场，是一场风暴！我们上一章所说的希格斯玻色子其实是希格斯场的振动产生，所以了解希格斯场对于了解量子世界，乃至宇宙是非常重要的。
希格斯场（英语：Higgs field），和希格斯粒子都是以物理学家彼得·希格斯姓氏为名，是一种假定遍布于全宇宙的量子场。
按照标准模型的希格斯机制，某些基本粒子因为与希格斯场之间相互作用而获得质量。
希格斯玻色子是希格斯场的振动。
假若能够寻找到希格斯玻色子，则可以明确地证实希格斯场也存在于宇宙，就好像从观察海面的波浪可以推论出大海的存在。
连带地，也可确认希格斯机制与标准模型基本无误。
而我们知道，希格斯玻色子已经于2013年被确认发现。
所以上述的假设，基本是可信的。
但还要进一步去验证。
即去验证希格斯场的存在。
希格斯粒子被认为是生成基本粒子的“质量”之源。
质量是反映“物质运动状态变化的难易程度”（即“改变物质运动状态的难易程度”,惯性）的物理量。
我在《变化》中对于惯性做了新的认识，即引力是惯性的源泉。
基于此对惯性做了新的定义。
并认为引力的本源是时空。
与时空弯曲没有关系。
希格斯场对于宇宙是普遍的，那么也就是说可以上升到是一种宇宙的性质。
希格斯场通过影响基本粒子质量，粒子组合为物质，构成现在的宇宙。
所以引力场和希格斯看似不相互关联，但其实是有联系的。
这点我们在后面的章节中还会论述。
在标准模型里，W玻色子与Z玻色子借着应用希格斯机制于希格斯场而获得质量，费米子借着应用希格斯机制于希格斯场与费米子场的汤川耦合而获得质量。
只有希格斯玻色子不倚赖希格斯机制获得质量。
不过尽管希格斯机制已被证实，它仍旧不能给出所有质量，而只能将质量赋予某些基本粒子。
例如，像质子、中子一类复合粒子的质量，只有约1%是归因于将质量赋予夸克的希格斯机制，剩余约99%是夸克的动能与强相互作用的零质量胶子的能量。
希格斯场的存在会促使自发对称性破缺，从而造成不同粒子、不同作用力彼此之间的差异。
希格斯机制与希格斯场是一场风暴
希格斯机制与希格斯场是一场风暴希格斯机制最早由彼得·希格斯（Peter Higgs）等人于1964年提出。
在当时的粒子物理学理论框架下，科学家们无法解释一些基本粒子为何具有质量的问题。
根据研究，希格斯等人提出了一种新机制，即希格斯机制。
希格斯机制认为，空间中弥漫着一个能量场，即希格斯场。
粒子在与希格斯场相互作用时，会获得质量，我们常说的质量就是希格斯场与粒子相互作用的结果。
希格斯机制的关键在于希格斯场。
希格斯场是宇宙中存在的一个场，它充满整个空间。
希格斯场的特点是它与其他的基本粒子互作用，但却与光子没有这种互作用。
这意味着希格斯场可以给其他粒子赋予质量，而不会影响到光子。
这也解释了为何光子是没有质量的。
根据标准模型，希格斯场中充满了大量的希格斯粒子。
这些希格斯粒子通过与其他基本粒子的相互作用，使它们获得了质量。
希格斯粒子被认为是一种未被观测到的基本粒子，于是希格斯场就被称为希格斯粒子的场。
希格斯机制和希格斯场的理论框架在近50年来一直是粒子物理学的研究热点。
但直到2024年7月，欧洲核子研究组织（CERN）利用大型强子对撞机（LHC）成功发现了希格斯粒子，验证了希格斯机制的存在。
这次发现被公认为是20世纪最重要的科学突破之一，为希格斯机制的可靠性提供了有力的实验证据。
希格斯机制和希格斯场的发现意义深远。
首先，它解决了粒子质量起源的基本问题，填补了标准模型的理论缺漏。
其次，希格斯机制的发现为粒子物理学的探索提供了新的方向。
科学家们希望通过进一步研究和实验，在希格斯场中探索更多未知的基本粒子。
最后，希格斯机制的研究有助于理解宇宙演化和宇宙起源的基本原理，对于揭示宇宙的奥秘具有重要意义。
总结起来，希格斯机制和希格斯场的提出和实验证明是粒子物理学领域的一场风暴。
它的发现填补了标准模型的理论缺漏，解决了粒子质量起源的难题。
同时，希格斯机制的发现也为粒子物理学的探索和宇宙起源的解析提供了新的方向。
标准模型Higgs机制与规范场破缺关系讨论
标准模型Higgs机制与规范场破缺关系讨论在粒子物理学中，标准模型是一种用来描述基本粒子及其相互作用的理论框架。
其中，Higgs机制被广泛应用于解释粒子质量的起源，并与规范场破缺关系密切相关。
本文将讨论标准模型中的Higgs机制以及其与规范场破缺的关系。
1. Higgs机制的基本原理Higgs机制是由彼得·希格斯于1964年提出的，它解释了基本粒子如何通过与Higgs场相互作用获得质量。
希格斯场是一个扩展至四个自由度的实标量场，通过静态或动态生成希格斯粒子，从而赋予其他粒子质量。
在标准模型中，弱相互作用被描述为一个SU(2)规范对称群。
希格斯场的存在实际上破坏了这个对称性，使得弱相互作用的W和Z玻色子获得了质量。
具体来讲，希格斯场的势能项包含了一个自发破缺项，使得希格斯场在真空态下获得了一个非零的期望值。
2. 希格斯场与质量的关系根据希格斯机制，相互作用的粒子在与希格斯场相互作用后会获得质量。
具体来说，粒子的质量与其与希格斯场的耦合强度成正比。
耦合常数越大，粒子获得的质量越大。
以夸克为例，夸克的质量可以通过夸克与希格斯场的耦合来解释。
不同种类的夸克与希格斯场的耦合常数是不同的，因此它们的质量也是不同的。
类似地，其他基本粒子（如电子、中微子等）也可以通过与希格斯场的耦合解释其质量。
3. 规范场破缺与Higgs机制的关系规范场是描述基本粒子相互作用的场，包括电磁场、强相互作用场和弱相互作用场。
在标准模型中，弱相互作用场的规范玻色子W和Z获得了质量，而电磁场的规范玻色子光子却是无质量的。
这种规范场的破缺与Higgs机制密切相关。
事实上，希格斯场的存在并不仅仅解释了基本粒子的质量起源，更重要的是，希格斯场的势能项破坏了SU(2)规范对称性，导致了弱相互作用场的规范玻色子W和Z获得了质量，而光子仍然无质量。
总结：标准模型中的Higgs机制是解释基本粒子质量起源的重要理论框架。
通过希格斯场与基本粒子的相互作用，粒子可以获得质量。
希格斯机制
希格斯机制“希格斯机制”是1936年英国物理学家希格斯所提出的一种理论。
希格斯在1935年发表的论文中证明了爱因斯坦的理论，即宇宙是一个静止的时空的连续统，在其中存在着一种对于引力具有扭曲作用的“时空场”，也就是引力子。
在随后的研究过程中，希格斯和另一位英国科学家彭罗斯又通过计算认为，希格斯粒子应该在引力子的创生中起到了重要的作用。
第二次世界大战结束后，美国和苏联这两个超级大国竞相开展高能加速器实验，力图在实验室内制造出希格斯玻色子，从而获得证明大统一理论的确立的确凿证据。
然而，在1949年至1955年期间，希格斯玻色子始终没有被直接探测到，由此不少物理学家推断：它可能被精心地躲过了。
1955年至1957年间，布鲁克海文国家实验室（ BNL）和欧洲原子核研究中心（ CERN）各自独立地进行了大型的高能实验，结果均宣告失败。
他们中的许多人还指出，在整个希格斯事件中似乎存在着某些神秘的“黑手”。
1964年，在美国的阿贡国家实验室中，希格斯的踪迹终于被直接观测到了。
一位美国物理学家和一位苏联物理学家分别独立地发现了希格斯的新型粒子。
经过激烈的争论，科学界基本上认同希格斯粒子是在希格斯场的影响下产生的。
在这里，质量是组成万物的基本元素。
虽然希格斯粒子的质量很小，只有电子的百万分之一，但它却可以使中微子发生偏转，引力子发生弯曲，使物体发生质量亏损，从而导致质量与能量的等价性的破坏，使中微子发生质量亏损，引力子发生弯曲，从而导致质量与能量的等价性的破坏，使物体发生形变、破裂。
希格斯机制是一种全新的引力理论，是目前解释宇宙形成和演化的最佳机制。
在未来的日子里，人类有望借助这一机制窥见更多宇宙的秘密。
而中微子就像希格斯机制的眼睛，让我们看到了暗物质世界的蛛丝马迹。
但令人惋惜的是， 20世纪60年代，美国物理学家安德森等人的实验发现，自然界中根本就不存在希格斯粒子，并且当时已经建立了对于希格斯粒子的理论预言。
由于发现了中微子振荡的证据，说明了弱相互作用不仅仅是由大质量粒子产生的，而且还证实了希格斯粒子的存在，因此在1974年，阿尔法磁谱仪（ AMS）和欧洲的大型强子对撞机（ LHC）才真正发现了希格斯粒子。
希格斯物理（2）
希格斯物理（2）2. 什么是希格斯机制我们先从标准模型中一个最关键的问题说起，那就是基本粒子质量的起源。
对这个问题的探索几乎是随着基本粒子的发现同时开始的。
比如，围绕电子的质量就曾经有过很多早期的尝试。
标准模型本身对这个课题提出了新的问题。
这不仅仅是因为诸多新的不同质量的粒子存在，更深刻的问题起源于标准模型中的粒子相互作用所具有的对称性。
对称性在物理学中有着至关重要的地位。
它的存在很大程度上决定了相互作用的形式。
标准模型中的弱相互作用也不例外。
夸克和轻子都是自旋为1／2的费米子。
量子力学告诉我们每一个费米子都有两个自旋极化自由度±1／2。
我们可以取粒子的运动方向为极化轴。
极化为＋1／2 和－1／2的费米子分别被称为是“右手”的和“左手”的。
而弱相互作用的对称性决定了只有左手的夸克和轻子可以有弱相互作用。
如果我们考虑将一个对象转换为其镜像的变换，称为宇称变换，左手和右手的极化在宇称变换下互换。
这意味宇称在弱相互作用下是不守恒的。
这正是李政道和杨振宁提出的著名的宇称不守恒。
如果我们进一步思考，就会发现这里有一个让人十分疑惑的地方。
标准模型中的所有的夸克和轻子都是有质量的。
对于有质量的粒子而言，自旋的极化是左手还是右手并不是一个洛伦茨不变量。
这一点可以如下理解：有质量的粒子的运动方向在洛伦茨变换下是可以反转的。
所以在一个参考系的存在弱相互作用的左手粒子在另一个参考系可以是不存在弱相互作用的右手粒子，如图1所示。
因此，相对论或者说洛伦茨对称性和弱相互作用的对称性在有质量的粒子身上不可能同时适用。
洛伦茨对称性经受住了不计其数的实验验证，它不可能在这里出问题。
然而弱相互作用的对称也确切地限定了理论的形式。
解决这个似乎是矛盾的问题的出路来源于物理学中另外一个重要的基本机制：自发对称破缺。
这个机制的中心思想是物理体系的状态不需要具有动力学方程相同的对称性，或者说，量子力学基态在对称性变化下可以是不对称的。
希格斯势
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希格斯势
量子力学领域名词
01 希格斯玻色子
目录
02 理论发展史
03 理论
04 实验探索
05 上帝粒子
量子力学的真空与一般认知的真空不同。在量子力学里，真空并不是全无一物的空间，虚粒子会持续地随机 生成或湮灭于空间的任意位置，这会造成奥妙的量子效应。将这些量子效应纳入考量之后，空间的最低能量态， 是在所有能量态之中，能量最低的能量态，又称为基态或“真空态”。最低能量态的空间才是量子力学的真空。 描述物理系统的方程所具有的对称性，这最低能量态可能不具有，这现象称为自发对称性破缺。
怎样才能够使得传递短程力的规范玻色子获得质量？物理学者在凝聚态物理学的超导理论里找到重要暗示。 1 9 5 0 年 ， 俄 国 物 理 学 者 维 塔 利 ·金 兹 堡 与 列 夫 ·郎 道 提 出 金 兹 堡 - 朗 道 理 论 ， 他 们 建 议 ， 在 超 导 体 里 ， 弥 漫 着 一 种 特 别 的 场 ， 能 够 使 得 光 子 获 得 有 效 质 量 ， 但 他 们 并 没 有 明 确 地 描 述 这 特 别 场 。 1 9 5 7 年 ， 约 翰 ·巴 丁 、 利 昂 ·库 珀 、 约 翰 ·施 里 弗 共 同 创 建 了 B C S 理 论 ， 他 们 认 为 ， 由 电 子 组 成 的 库 珀 对 ， 形 成 了 这 特 别 场 。 规 范 对 称 性 被 这 特 别 场 隐 藏 起来，因此造成自发对称性破缺──虽然对称性仍旧存在于描述这物理系统的方程，但是方程的某种解答并不具有 这对称性。
希格斯玻色子
希格斯玻色子-内部结构模型图希格斯玻色子（英语：Higgs boson）是标准模型里的一种基本粒子，是一种 玻色子，自旋为零，宇称为正值，不带电荷、色荷，极不稳定，生成后会立刻衰变。希格斯玻色子是希格斯场的 量子激发。根据希格斯机制，基本粒子因与希格斯场耦合而获得质量。假若希格斯玻色子被证实存在，则希格斯 场应该也存在，而希格斯机制也可被确认为基本无误。
2013年诺贝尔物理学奖解读
【特别关注】Special Focus2013年诺贝尔物理学奖解读——希格斯机制的发明与希格斯粒子的发现刘建北 刘衍文 赵政国2013年度诺贝尔物理学奖授予了弗朗索瓦·恩格勒特和彼得·希格斯，因为“他们在理论上发明了一种机制，解释了基本粒子的质量起源，并且其预言的一个自旋为零的粒子被位于欧洲核子研究中心的大型强子对撞机上的ATLAS 和C M S两个实验所发现，从而在实验上确认了该机制［1］”。
在粒子物理学中，这一解释基本粒子质量起源的机制被称之为希格斯机制，而其预言的那个零自旋的粒子被称之为希格斯粒子。
本文首先简要介绍粒子物理，然后解释希格斯机制及其预言的希格斯粒子，以及它们在粒子物理中的重要性，最后讲述希格斯粒子是如何在实验上被发现的。
1.粒子物理和标准模型粒子物理是一门研究构成物质的基本粒子及其相互作用的科学，换句话说，就是研究亚原子层次微观世界中物质的结构和性质，以及其产生、湮灭和相互转化的规律。
我们在粒子物理学中的所有知识可以基本总结为一个称之为标准模型的理论，它代表了我们目前对微观世界的最深层次的认识水平。
标准模型是上世纪下半叶在众多实验和理论粒子物理学家合作努力下发展起来的一个基于规范量子场论的理论，在实验上确认了夸克的存在后，其理论结构于上世纪70年代被最终确立。
标准模型自建立以来经受住了大量实验的精确检验，其各种预言也均被实验所证实，成为了当今粒子物理学的理论核心。
标准模型对微观世界中的基本粒子进行了归纳和分类，这些粒子不可再分，并且每种粒子都具有包括质量、电荷和自旋等在内的各种固有属性。
图1展示了标准模型中的所有基本粒子以及它们的多种属性。
我们周围的所有物质由自旋为1/2的费米子构成。
这些费米子呈现出两种基本类型：夸克（Quark）和轻子（Lepton）,每种类型又有六种粒子，并且成对地分为三组，每一组称之为一代，所以一共有三代夸克和三代轻子。
第一代夸克由上夸克（u)和下夸克(d)组成,第二代由粲夸克(c)和奇异夸克(s)组成，第三代则包含顶夸克(t)和底夸克(b)。
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2、希格斯机制的由来对称是美的，完美的对称只有唯一的一种相互作用，世界也就变得单调而乏味。
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兼容原理（这原理指出没有相同的费米子能占有同样的量子态）的粒子；玻色子则拥有整数自旋而并不遵守泡利不兼容原理。
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。
希格斯子也是一种玻色子，然而它与上述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。
在研究过程中，杨-米尔斯方法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。
当1995年3月2日，美国费米实验室向全世界宣布他们发现了顶夸克时，一套称之为标准模型的粒子物理学模型所预言的61个基本粒子中的60个都已经得到了实验数据的支持与验证，看上去标准模型马上就要获得决定性的胜利，对物质微观结构的探索已经到达了它的尾声，似乎人类也马上就要听到这一跌宕起伏的，充满了高潮与华彩的探索乐章的终曲，但是仍然有一个粒子，游离在这座辉煌的大厦之外，仿佛一个幽灵，这就是希格斯粒子，而且就是这个粒子可能会击垮整座大厦。
希格斯机制(<noinclude>)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。
如果粒子的运动方程满足规范不变原理，那么粒子的静止质量（以下简称为质量）必须为零，这种粒子一般被称为规范粒子。
1964年希格斯提出的E=M2h2+Ah4希格斯场公式,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。
所谓“希格斯玻色子”的“上帝粒子”，是希格斯(Higgs)为解决当连续的对称性发生自发破缺，却出现一些静止质量为零、自旋为零的所谓：“戈德斯通(J．Goldstone)粒子”的玻色子的矛盾，而提出所谓“希格斯机制”，认为：由于光子的静止质量为零，它不同于一般有静止质量的粒子“有3个极化方向”，而“只有两个与其动量方向垂直的横极化，没有沿运动方向的纵极化”。
通常复标量场的两个实分量都是具有“非零的”静止质量。
希格斯研讨满足定域 U(1)规范不变性的复标量场与电磁场的相互作用，当选取其中的一种特殊参数，使U(1)规范不变性遭到破坏的同时，却使得原应为光子的粒子，出现了纵极化分量，静止质量不再是零。
而标量场的两个有静止质量的分量，就只剩了一个。
即：由于对称性发生了自发破缺，标量场的一个分量所转化为的零静止质量的戈德斯通玻色子，变成了原应为光子的粒子的纵分量，而成为具有静止质量的粒子。
而标量场剩下的另一个有静止质量的分量就成为所谓的“希格斯粒子”。
并认为它是一切粒子质量来源。
美国科学家格林的《宇宙的结构》一书中说：各种基本粒子的质量之所以不同,是因为不同种类的基本粒子同希格斯海的相互作用强度各不相同。
如顶夸克，在希格斯海中加速非常困难，希格斯海是通过施加“阻力”而速度减少来构成基本粒子的各种实现物质的质量的。
希格斯正是在研究电弱理论物理的数学中，发现希格斯场公式的：E=M2h2+Ah4（1），E为能量密度，实际是局部宇宙总能量密度，h为希格斯场，其实类似影响速度“阻力”的加速度、速度或重力加速度。
A为一未知的正值常数，实际是联系类似质量时空全息的度规格子或量杆。
M2为希格斯场量子的质量平方，其实就是映射二维时空全息的度规格子的面积。
M为这种正方形格子的边长，是一种与时间分离的质量的量杆；且只在量杆的两端，有时间的信息需要时发出信号。
希格斯假设，整个宇宙空间充满了一种标量场，它的真空平均值不为零，从而导致真空自发对称破缺。
这种破缺会导致质量为零的非真实的Goldstone粒子的存在，然而，如果标量场满足规范不变原理（即标量场与规范粒子耦合），当采取适当的规范（即幺正规范）后，Goldstone粒子将不再存在，而规范粒子将获得质量。
这一质量获得机制今天被称为希格斯机制，而对应于标量场的粒子被称为希格斯粒子。
从现在的基本粒子理论的角度看，对称性的主要破坏是一种“自发破坏”或者说是一种表观上的破坏，即所有基本粒子原始都无质量，它们之间的相互作用有拉格朗日量描述，该量具有完全的对称性，但相互作用的结果得出的总体的基态是简并的，其中有某中场的凝聚。
实际的“宇宙”的基态是这些简并基态中某一个，而所有的激发态都是在此“特定基态”上的局部扰动，从而原来拉格朗日函数的对称性就不显示出来了/我们所观察的物理过程都是发生在某个特定背景上的，使原有的对称性不能显示出来。
有些粒子的质量是由于它与空间凝聚场作用的结果。
量子电动力学的微扰论计算可以给出与实验精密符合的结果，然而这个微扰展开都是不合理的。
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<math>SU(2)\times U(1)</math>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<math>SU(2)</math>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<math>W^\pm</math>和<math>Z^0</math>玻色子（确切地说，<math>Z^0</math>是<math>SU(2)</math>和<math>U(1)</math>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。
在现代物理主流的标准模型中，所有基本粒子质量都源于黑格斯机制。
这种机制虽然从唯象方面讲非常有效，但并不能给出其数量上的具体结果。
因为在黑格斯场的汤川耦合中，耦合常数对于每一种费米子都有一个独立取值，至使标准模型的拉格朗日量所包含的、与质量直接有关的自由参数数目、比原先需要解释的质量参数数目还多。
实际上，在粒子质量起源问题上，黑格斯机制只不过把在粒子领域不能解决的问题，转稼到了完全未知的真空领域。
1964年希格斯找到了使规范粒子获得质量的途径，描述规范场与其他场相互作用的方程式具有杨一米尔斯对称性，但其解描述真实世界表现出不对称性，这种对称性方程的不对称解称为“自发破缺的对称性”，对称性自发破缺使规范粒子获得质量。
1967年温柏格了萨拉姆各自独立地抓住对称性自发破缺的思想，在格拉肖电弱统一模型的基础上构思了统一电磁作用和弱作用的规范场理论，其基本思想是电磁作用和弱作用本来属于具有有一种对称性的统一的相互作用，这种相互作用通过交换四种规范粒子来传递，它们的质量均为零，在能量较低的范围，对称性自发破缺了，其中一种规范粒子仍然是无质量的，它就是传递电磁作用的光子，另外三种都获得较大的质量，质量大约是质子的100倍，它们是传递弱作用的W±和Z0粒子。
1983年电弱统一理论预言的结果被实验证实。
格拉肖、温伯格了萨拉姆的电弱统一理论获得极大的成功。
U(1)希格斯机制U(1)希格斯机制是一种很简单的赋予质量的机制，适用于U(1)规范场论。
U(1)规范场论的规范变换是相位变换：；其中，是复值希格斯场，是相位。
这种变换是U(1)变换，所涉及的是阿贝尔群，因此是一种“阿贝尔希格斯机制”。
假定遍布于宇宙的希格斯场是由两个实函数、组成的复值标量场：；其中，是四维坐标。
对于这自旋为零、质量为、势能为的标量场，克莱因-戈尔登拉格朗日量。
假设质量，则克莱因-戈尔登拉格朗日量的形式变为；其中，是四维导数算子。
从这方程，找不到任何质量的蛛丝马迹。
但是，将势能泰勒展开于：。
注意到、、都是常数。
在这展开式里，可以隐隐约约的观察到质量项目的形式。
局域规范不变性对于全域相位变换，由于相位是常数，拉格朗日量具有全域规范不变性：。
但是，假设是变量，随着时空坐标不同而改变：；其中，是电荷。
则为了要满足局域规范不变性，必须将的偏导数改换为协变导数[2]:691；其中，是规范矢量场。
当做局域相位变换时，规范矢量场变换为。
这样，对于局域相位变换，拉格朗日量具有不变性：为了要满足规范场论的局域规范不变性，必须添加规范矢量场，连带地也要添加规范矢量场自由传播时的普罗卡拉格朗日量（Proca Lagrangian）：；其中，。
注意到满足局域规范不变性，但是无法满足局域规范不变性，因此必须设定质量。
一般而言，为了满足局域规范不变性，所有规范玻色子的质量都必须设定为零。
对于传递电磁相互作用的光子与传递强相互作用的胶子，它们都是零质量规范玻色子，所以这理论结果与它们的性质相符合。
但是对于传递弱相互作用的W玻色子与Z玻色子，这两种规范玻色子的质量分别为80Gev、91Gev！这理论结果与实验结果有天壤之别。
这显露出规范理论对于这论题的严重不足，希格斯机制可以弥补这不足。
总结，表达为以下形式的拉格朗日量满足局域规范不变性：。
自发对称性破缺量子力学的真空与一般认知的真空不同。
在量子力学里，真空并不是全无一物的空间，虚粒子会持续地随机生成与湮灭于空间的任意位置，这会造成奥妙的量子效应。
将这些量子效应纳入考量之后，空间的最低能量态，是在所有能量态之中，能量最低的能量态，不具有额外能量来制造粒子，又称为基态或“真空态”。
最低能量态的空间才是量子力学的真空。
设想某种对称群变换，只能将最低能量态变换为自己，称最低能量态对于这种变换具有不变性。
假设一个物理系统的拉格朗日量对于某种对称群变换G具有不变性，这并不意味着它的最低能量态对于变换G也具有不变性。
假若拉格朗日量与最低能量态都具有同样的不变性，则称这物理系统具有“正合对称性”；假若只有拉格朗日量具有不变性，而最低能量态不具有不变性，则称这物理系统的对称性被自发打破，或者称这物理系统的对称性被隐藏，这现象称为“自发对称性破缺”。