尋找希格斯玻色子的意義是什麼？

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尋找希格斯粒子，對於我們理解【自然界在

米尺度下的行為】來說非常重要。高贊答案已經把希格斯粒子的由來及其重要性說得很清楚了，我只補充一下理論家所感興趣的意義吧。

從（目前物理共同體所認同的）理論美學上看來，希格斯機制是非常「醜陋」的，這也是為什麼格拉肖會將其稱為「廁所」，因為它難登大雅之堂（然而對於建築來說又必不可少）。這一機制的不美表現在以下幾個方面：1. 電磁對稱性破缺的能標在理論中是手放的，這是標準模型中唯一的有量綱參數；2. 存在一個作為基本粒子的標量粒子（即希格斯玻色子），這使得它與（可能存在的）高能標新物理之間的耦合變得非常不穩定，存在所謂的精細調節問題。

因此在希格斯粒子尚未被發現以前，就有很多替代性的模型被提出來，它們都可以調和【規範不變性】與【規範粒子質量、費米子質量】之間的矛盾，有名的如所謂的technicolor模型（中文貌似譯作「彩力」？）等等，這些模型的特點是要麼不存在希格斯粒子，要麼存在一個複合（而非基本粒子）的希格斯粒子，要麼由一些特殊的對稱性保證了希格斯粒子耦合的穩定性（如超對稱），因此在理論上顯得更加「自然」。

但是呢，物理學是實驗科學，不管你理論上的動機有多麼美妙，大家終歸還是要坐下來等實驗的最終判決。

非常不幸，隨著實驗的日益精確，只有標準模型通過層層檢驗存活了下來。這不僅包括希格斯粒子的直接發現和測量，還包括在那之前的一系列電弱參數的精細測量。關於希格斯粒子目前的實驗結果與標準模型預言的貼合度，可以看下圖作為一個示例：

（現在的數據已經是13 TeV了，但我懶就直接放了老圖。圖片來自CMS twiki，侵刪）

在標準模型中，希格斯場是一切基本粒子的質量起源，因此希格斯粒子與基本粒子的樹圖相互作用都正比於其質量。這就表示如果以粒子的質量為橫坐標，其與希格斯粒子的耦合強度為縱坐標，將實驗數據作圖我們將可以得到一條直線。事實正是如此。此外，對於相互作用的其他特性的測量也都表明，這個希格斯粒子很可能就是標準模型所預言的那一個。

那麼問題來了，為什麼這個（在理論觀點下看來）非常簡單而且又醜陋的模型竟然和自然界符合到這一程度？而其他看上去令人拍案叫絕直呼美麗的「超越標準模型的新物理」——例如大統一、超對稱、強動力學或者額外維的模型所預言的新現象總是不曾在對撞機上被發現？我們不知道，我們真的不知道。或許，一個世紀前那場關於量子力學的爭論里湧現出來的那一對名言——

「上帝不擲骰子！」

「你不應該規定上帝怎麼做！」

——在略作修改之後也能描述現在高能理論界的情況：

「希格斯機制太丑了！」

「你不應該指導上帝關於美的定義！」

無論如何，只有實驗能指引我們前進的方向。我們需要更多的關於希格斯粒子的數據，我們想知道這個既丑又美的粒子的一切。LHC的數據完了如果還不夠，我們還想建CEPC。