希格斯机制 ■1964年，英国物理学家希格斯 (P.W.Higgs)将真空对称性自发 破缺引入到粒子物理学中来，提 示了用一种标量场实现对称性自 发破缺的机制。 ·希格斯和金布尔(Kimble)证明， 如果破缺的是一种定域规范对称 性，某些交换粒子就会获得一个 质量
希格斯机制 n 1964年，英国物理学家希格斯 （P.W.Higgs)将真空对称性自发 破缺引入到粒子物理学中来，提 示了用一种标量场实现对称性自 发破缺的机制。 n 希格斯和金布尔（Kimble）证明， 如果破缺的是一种定域规范对称 性，某些交换粒子就会获得一个 质量
希格斯粒子 VO 此时，与真空相对应的场称为希格斯场 所对应的场粒子就是希格斯粒子(X粒 子)。 尽管希格斯场尚未从观察中确认，温伯 Im() 格却从他们的结果中受到了鼓舞。他认 Re() 为作为交换粒子的W,W,Z0粒子是 在吸收了希格斯粒子之后，获得了质量； 在这一过程中，希格斯粒子变成了幽子， 而光子不吸收希格斯粒子，始终保持无 质量，那些剩余的未被吸收的希格斯粒 子将被观察到
希格斯粒子 n 此时，与真空相对应的场称为希格斯场， 所对应的场粒子就是希格斯粒子（X粒 子）。 n 尽管希格斯场尚未从观察中确认，温伯 格却从他们的结果中受到了鼓舞。他认 为作为交换粒子的W+ ，W-，Z0 粒子是 在吸收了希格斯粒子之后，获得了质量； 在这一过程中，希格斯粒子变成了幽子， 而光子不吸收希格斯粒子，始终保持无 质量，那些剩余的未被吸收的希格斯粒 子将被观察到
中间玻色子与夸克的预言与发现 1967~1968年，在SU(2)×U(1)定域对 称性自发破缺的基础上，温伯格与萨拉姆阐 明了规范场粒子W+,W与Z0粒子静止质量 的来源，并计算出这一质量的大小以及弱力 的耦合系数及电磁耦合系数的关系，进一步 预言了中性流的存在。 1971年，欧洲核子中心首次发现中性流； 1981年，温伯格等获诺贝尔奖。 1982年，欧洲核子中心的意大利物理学家鲁 比亚(1934~)等发现了W粒子；1983年4~7 月，发现了Z粒子。 1 964年，美国物理学家盖尔曼和茨威格 各自独立地提出了三夸克模型，认为重子和 介子都是由夸克组成的。1969年，美国 斯坦福直线加速器中心验证了夸克的存在， 并在普通物质或宇宙线中发现了能够证明上 夸克、下夸克和奇异夸克存在的证据。1974- 1994年，又发现了粲夸克，底夸克与顶夸克
中间玻色子与夸克的预言与发现 n 1967~1968年，在SU（2）U（1）定域对 称性自发破缺的基础上，温伯格与萨拉姆阐 明了规范场粒子W+ ，W-与Z0 粒子静止质量 的来源，并计算出这一质量的大小以及弱力 的耦合系数及电磁耦合系数的关系，进一步 预言了中性流的存在。 n 1971年，欧洲核子中心首次发现中性流； 1981年，温伯格等获诺贝尔奖。 n 1982年，欧洲核子中心的意大利物理学家鲁 比亚（1934~）等发现了W粒子；1983年4~7 月，发现了Z粒子。 n １９６４年，美国物理学家盖尔曼和茨威格 各自独立地提出了三夸克模型，认为重子和 介子都是由夸克组成的。１９６９年，美国 斯坦福直线加速器中心验证了夸克的存在， 并在普通物质或宇宙线中发现了能够证明上 夸克、下夸克和奇异夸克存在的证据。1974- 1994年，又发现了粲夸克，底夸克与顶夸克
渐近自由与夸克幽禁 在夸克模型成功的同时，人们为了解释统计性质问题引入了 “色”自由度，即假定每种夸克除了味(u,d,s以及后来发 现的c,b,t)不同外还具有红，绿，蓝3种不同的颜色，由此 就可以在夸克模型里，强子遵从相应的费米和玻色统计。每 种夸克含有内部空间（色空间)自由度。不同色夸克之间 的强相互作用是通过传递带色的胶子而发生的。 夸克和胶子除了具有与量子电动力学类似的夸克胶子相互作 用外，胶子之间还存在3胶子和4胶子相互作用顶点。正是这 些顶点决定相互作用耦合强度g随着能量的增加而减少以及 与g紧密相关的β函数为负值。 这意味着能量趋于无穷大时，强相互作用耦合常数趋于零， 这就是强作用的渐近自由。，而当两个夸克之间的距离增大时， 跑动耦合常数变大并趋于无穷，夸克与胶子永远束缚在强子 内部一夸克幽禁
渐近自由与夸克幽禁 n 在夸克模型成功的同时，人们为了解释统计性质问题引入了 “色”自由度，即假定每种夸克除了味（u,d,s以及后来发 现的c,b,t）不同外还具有红，绿，蓝3种不同的颜色，由此 就可以在夸克模型里，强子遵从相应的费米和玻色统计。每 一种夸克含有内部空间（色空间）自由度。不同色夸克之间 的强相互作用是通过传递带色的胶子而发生的。 n 夸克和胶子除了具有与量子电动力学类似的夸克胶子相互作 用外，胶子之间还存在3胶子和4胶子相互作用顶点。正是这 些顶点决定相互作用耦合强度g随着能量的增加而减少以及 与g紧密相关的β函数为负值。 n 这意味着能量趋于无穷大时，强相互作用耦合常数趋于零， 这就是强作用的渐近自由。而当两个夸克之间的距离增大时， 跑动耦合常数变大并趋于无穷，夸克与胶子永远束缚在强子 内部——夸克幽禁
Quarks 量子色动力学 d s b Forces Z e ut Leptons 1973年，规范原理被用到了夸克间的强核力，也发现了与那种力相 应的规范场一胶子场，与SU(3)群有关，代表色荷守恒，形成 了量子色动力学。SU(3)群是8个独立的3×3的矩阵，作为一种非阿 贝尔群，成功地反映了强子内对称性的数学群，即所有强子在数学 上都可以看作是由3种叫做夸克的基本场所构成。 大统一理论不仅要把把弱力，电磁力与强力统，起来，还要寻找 种对称性将夸克转化为轻子，从而统一两种基本粒子，最后只留下 一种粒子和一个规范场。最简单的大统一候选者是SU(5)对称性 (1974年由格拉肖提出)，是指3种颜色的夸克和两种轻子（电子和中 微子)通过对称性重新组合。它的新预言是夸克衰变为电子和中微 子，从而导致质子衰变(1027-1031年)。 一直到现在，实验发现几乎没有质子衰变(1032年以上)，还发现 大统一理论的三个耦合常数不能收敛于一点，并有规范等级问题， 所以SU(⑤)是错误的。体现洛伦兹变换的SO(1,3)对称性反映 了 两个自旋量子数和两个手征平移量子数的关系
量子色动力学 n 1973年，规范原理被用到了夸克间的强核力，也发现了与那种力相 应的规范场——胶子场，与SU（3）群有关，代表色荷守恒，形成 了量子色动力学。SU(3)群是8个独立的3×3 的矩阵，作为一种非阿 贝尔群，成功地反映了强子内对称性的数学群，即所有强子在数学 上都可以看作是由3种叫做夸克的基本场所构成。 n 大统一理论不仅要把把弱力，电磁力与强力统一起来，还要寻找一 种对称性将夸克转化为轻子，从而统一两种基本粒子，最后只留下 一种粒子和一个规范场。最简单的大统一候选者是SU(5)对称性 (1974年由格拉肖提出)，是指3种颜色的夸克和两种轻子（电子和中 微子）通过对称性重新组合。它的新预言是夸克衰变为电子和中微 子，从而导致质子衰变（1027-1031 年）。 n 一直到现在，实验发现几乎没有质子衰变（1032 年以上），还发现 大统一理论的三个耦合常数不能收敛于一点，并有规范等级问题， 所以SU(5)是错误的。体现洛伦兹变换的SO（1，3）对称性反映了 两个自旋量子数和两个手征平移量子数的关系