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higgs机制_爱因斯坦火车用来说明_higgs粒子

2016-11-23 00:07 网络整理 教案网

刚才老板教课回来,说他刚在他的场论课上讲了一下Higgs机制。此时确实是个学习和了解Higgs机制的好时机,因为明早的诺贝尔奖可能就会发给这个Higgs机制的提出人。

提及Higgs机制,我会想起什么呢?第一反应是那个墨西哥帽子型的势阱。但紧接着又一想,不对,那个帽子型的势阱,老实说不是很自然,背后缺少理论解释,不够美妙。而Higgs机制的美妙之处,其实在于Higgs粒子的“牺牲”。

Higgs为什么要牺牲自己?如何牺牲自己的呢?这个还得从老杨60年代创立的规范场论说起。在规范场论里,传递规范相互作用的粒子是没有质量的。由于弱相互作用是属于规范相互作用的,那么从理论上传递弱相互作用的粒子就应该是没有质量的,但人们当时已从实验上得知它们是有质量的,于是这就给出了一个理解上的困难。

要想一个粒子从没质量变成有质量可不是一个简单的过程,因为这中间牵扯到粒子内部自由度个数的问题。对于这些弱相互作用的粒子,如果没有质量,由于能跑得跟光一样,那么沿着传播方向自己就再也没法辗转腾挪,只能够在垂直于运动的方向的平面里活动。但一旦有了质量,这些粒子就再也不能跑得跟光一样狂飙了,这样沿着运动方向,它们也可以歇下来活动了,也就多了一个自由度。简而言之,从无质量到有质量,这些粒子的自由度需要增加一个。这个增加的自由度不能凭空而来,须有其他的粒子来提供。这个粒子便是Higgs粒子。

对于这个Higgs机制,如果要有个感性的版本,可以是这样的。在标准模型中,Higgs粒子出世前是有四个自由度的。但在后来成长过程中,不知什么原因,她必须面对人生一个重大的抉择,这个抉择就是要不要跳进一个墨西哥帽子型的大坑。不跳进坑,其他人因为没有质量,必定完蛋,而自己由于天生自带质量,可以全身而退;跳进坑,其他人马上就可以获得质量,从而过上幸福美满的生活,但那样自己的双手双脚只能保全一个,另外三个必须牺牲掉。在这种情况下,我们的Higgs妹妹在坑前勇敢地终身一跃,牺牲了自己,成就了大家,也成就了自己的伟大。这个伟大,即使颁一个,也是没法表彰得了的。

自我牺牲,奉献他人,在任何时候都不是平凡的。在这个平凡的世界需要些不平凡,也总会有些不平凡,“好像山林无论如何变化,在山林中总会有一些清越的鸟声一样”。

后记:跟物理厮磨久了以后,倒没有变得更理性,反而变得更加感性了。