Механизм Хиггса

Хи́ггсовский механи́зм или механи́зм Хи́ггса, предложенный английским физиком Питером Хиггсом в 1964 г. и основанный на предположении Филиппа Андерсона, — теория, которая описывает, как приобретают массы частицы-переносчики слабого взаимодействия (W- и Z-бозоны). Например, он делает Z-бозон отличным от фотона. Этот механизм может быть рассмотрен как элементарный случай тахионной конденсации, где роль тахиона играет скалярное поле, названное полем. Массивный квант этого поля был назван бозоном Хиггса.

На самом деле, этот механизм был предвосхищён Эрнстом Штюкельбергом в 1957 году, ещё до Хиггса (см. действие Штюкельберга).

Прорыв Хиггса (который был также независимо совершён Робертом Браутом и Франсуа Энглером из Брюссельского свободного университета и Г. С. Гуральником, К. Р. Хагеном и Т. В. Б. Кибблом из Имперского колледжа) состоял в том, что масса векторного бозона (иногда называемого калибровочным бозоном) появляется эффективно в результате определённого взаимодействия этого бозона со скалярным полем. Данный механизм был предложен в контексте модели спонтанного нарушения электрослабой симметрии, созданной Йоитиро Намбу и другими в попытке объяснить природу сильного взаимодействия. (Эти модели были вдохновлены работой Льва Ландау и Виталия Гинзбурга по теории конденсированных сред). Хиггс и другие исследователи разрабатывали этот механизм прежде всего для случая неабелевых групп симметрии.

Наглядно хиггсовский механизм можно представить следующим образом. Рассыпанные по поверхности стола маленькие пенопластовые шарики (аналоги безмассовых частиц) легко разлетаются от малейшего дуновения; однако будучи высыпанными на поверхность воды, они уже не перемещаются так же легко — взаимодействие с жидкостью, которая в этой аналогии играет роль вакуумного хиггсовского поля, придало им инертность. Рябь от дуновения на свободной поверхности воды будет аналогом хиггсовских бозонов. Неточность этой аналогии заключается в том, что вода мешает любому движению шариков, в то время как хиггсовское вакуумное поле не оказывает влияния на частицы, движущиеся равномерно и прямолинейно, а противодействует лишь их ускорению (к возникновению т. н. инертной массы).

Источник: Википедия