希格斯玻色子
在粒子物理學的標準模型裏,希格斯玻色子(英語:Higgs boson)是假想的一種帶質量基本粒子,是唯一尚未被證實存在的粒子。[2]希格斯玻色子是純量玻色子,自旋為零,因物理學者彼得·希格斯而命名,又稱為「上帝粒子」。[註 1]
希格斯機制試圖解釋為什麼負責傳遞弱交互作用的W及Z玻色子具有質量,而負責傳遞電磁交互作用的光子不具有質量。在標準模型裏,電弱對稱性破缺促使規範向量場獲得質量,但又額外生成了多餘的零質量戈德斯通玻色子。選擇適當的規範,可以除去這零質量戈德斯通玻色子,只存留帶質量純量場(希格斯玻色子)與帶質量規範向量場(W及Z玻色子)。這整個過程稱為希格斯機制。假若實驗證實希格斯玻色子存在,則可給予希格斯機制極大的肯定,特別是對於為什麼基本粒子具有質量這方面的解釋,也可以確定標準模型基本無誤。[註 2]有些理論不需要希格斯玻色子的存在。這些理論稱為無希格斯模型。假若希格斯玻色子被證實不存在,則物理學者可能會進一步聚焦於這些理論。
歐洲核子研究組織(CERN)的大型強子對撞器(LHC)正在緊鑼密鼓地尋找希格斯玻色子。費米實驗室的兆電子伏特加速器(Tevatron),直到2011年底停止運作前,也在進行類似實驗。有些理論建議,當能量高過1.4 TeV時,能夠生成基本粒子質量的任何機制必會出現。[3]因此,物理學者預期,使用兩束3.5TeV粒子束對撞做實驗的LHC,應該能給出希格斯玻色子是否存在的明確證據。[4]2011年12月,在LHC的超導環場探測器實驗(ATLAS)與緊湊渺子線圈實驗(CMS),這兩個主要實驗的發言人分別獨立表示,從收集到的數據顯示,希格斯玻色子可能會存在的質量在125 GeV/c2左右,他們相信原本研查的質量值域已被相當程度地縮小,質量在115-130 GeV/c2以外的可能性已被排除。[註 3]但尚未得到足夠證據做定論。物理學者預期在2012繼續收集到的更多數據會給出確切的是否答案。[5][1][6][7]
