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那希格斯機制又在弱相互作用分離的過程中扮演者怎樣的角色呢?
眾所周知,所謂的希格斯機制,其實是標準模型中的一個重要理論,它解釋了為什么某些基本粒子有質量,而有些粒子則沒有質量,它是賦予粒子質量的機制。
這個機制涉及到一種名為希格斯場這種遍布于宇宙中無所不在的場,它通過自發(fā)對稱性破缺來賦予粒子質量。
而由規(guī)范場理論.包括楊米爾斯理論推導得到,想要在規(guī)范場理論的框架下統(tǒng)一電弱力,就必須假定W和Z玻色子起初不帶質量,它們具有質量是后天因素賦予的。
也就是大家熟知的希格斯機制。
從沒有質量到有質量的這個過程,就是對稱性破缺過程。
弱力的三種傳播子,正負W玻色子和Z玻色子有了質量之后,它們的作用范圍連原子核都突破不了,使得弱相互作用力徹底變成了一種短程力。
其作用范圍只有10的負18次方米,是一個質子長度的千分之一。而電磁力卻是一種長程力,其傳播子光子質量為零。
也就是說,只要使得弱力的傳播子的質量也為零,它的表現(xiàn)形式就會跟電磁力一樣變成長程力,這也就是電弱力的統(tǒng)一時刻。
而在標準粒子模型預言,希格斯機制失效的臨界溫度,也就是讓電磁力和弱相互作用力統(tǒng)一為一種力的臨界溫度下的能級為100GeV。
這種現(xiàn)象解釋了大自然中為什么只有大約100種已知元素,那是因為原子核的質子數(shù)超過100個之后,它們之間的斥力甚至連強力也難以遏制。
而對稱性破缺的關鍵因素,則取決于溫度。
那么如何把強相互作用也統(tǒng)一進去呢!
首先就得了解強相互作用力是什么樣的力,強力,它是負責將原子核中質子和中子結合在一起的力。在任何原子核中,所有的質子都帶正電,如果沒有強力的束縛,它們就會因為電磁力排斥,使原子核破裂。
而現(xiàn)在,劉迷言的意思是繼續(xù)用標準模型這個思路,對強相互作用力進行統(tǒng)一,三力和一成為一種力,讓人類把大統(tǒng)一理論變?yōu)楝F(xiàn)實,變成如同電弱理論一樣被人類掌握的理論。
那么在什么樣的情況下才能讓弱力的傳播子質量為零呢,答案顯而易見,就是規(guī)范場論對稱性不破缺的時候。希格斯場對稱性不破缺,希格斯機制就不生效,弱力的傳播子就不會獲得質量。
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