希格斯粒子为何被称作上帝粒子？

提出“上帝粒子”理论的诺贝尔奖获得者彼得·希格斯已于2024年4月8日去世，享年94岁。彼得·希格斯是英国理论物理学家、爱丁堡大学荣誉教授。1964年，彼得·希格斯提出了希格斯机制，并预言了希格斯玻色子的存在。

希格斯机制是一种描述自然界中对称性破缺现象的理论，该机制认为存在着一种无处不在的场叫做希格斯场。

希格斯玻色子是粒子物理标准模型里的一种基本粒子，自旋为零，不带电荷、色荷，有时也叫作希格斯粒子。希格斯粒子是希格斯场的量子激发，极不稳定，生成后会立刻衰变，因此极难探测。

希格斯场是一种无处不在，充满整个宇宙的量子场。这个场有一个特殊的性质，就是它的真空期望值不等于零。有些粒子会与希格斯场发生耦合，从而获得质量。这种相互作用就像游泳者穿过水一样，不同的粒子经历不同程度的阻力，进而获得不同的质量。而有些粒子则不与希格斯场耦合，它们不受到希格斯场的影响，因此保持了无质量。

希格斯场的存在解释了为什么某些基本粒子，比如夸克、轻子，具有质量，而其他一些粒子，如光子，没有质量。它的研究对于理解物质和能量的本质以及宇宙的早期演化具有重要意义。质量的存在对整个宇宙的诞生意义重大，因此希格斯玻色子又被称为“上帝粒子”。

从1964年希格斯机制被提出，经过40多年的探索，2012年，该粒子被位于欧洲日内瓦的欧洲核子中心的大型强子对撞机证实存在。2013年，彼得·希格斯和另一个提出这一理论的比利时科学家弗朗索瓦·恩格勒特共同荣获诺贝尔物理学奖。

大型强子对撞机至今仍是世界上最大、能量最高的粒子加速器，其造价高昂，位于瑞士和法国边境地下 27 公里长的隧道中。在建造之初，甚至有科学家担心过高能量的粒子对撞会产生量子黑洞。

说到希格斯粒子，就不得不提标准模型。该理论以量子场论为基础，成功地统一描述了自然界中四种基本相互作用中的三种，即电磁相互作用、强相互作用和弱相互作用，还解释了基本粒子的衰变和相互转化过程。

该理论已经过大量精确实验的验证，成为了粒子物理学的核心理论框架，对我们理解微观世界中物质的构成和基本粒子的行为有重大意义。

标准模型理论在现代物理学中具有极其重要的地位，而它的建立与中国理论物理学家杨振宁的贡献“杨-米尔斯理论”脱不了关系。

杨-米尔斯理论，又称为“非阿贝尔规范场理论”，由物理学家杨振宁和米尔斯在1954年提出。该理论为粒子物理学标准模型的建立奠定了基础，为描述自然界中的基本相互作用提供了重要的数学框架，也难怪杨振宁被称作人类历史上最重要的物理学家之一，所做出的贡献确实非常巨大。