その予測から約50年後、素粒子物理学者は最終的にヒッグス粒子を捕獲しました。 ノーベル委員会は今年の物理学賞をこの粒子狩りを始めた二人の理論家に授与しました ブリュッセル自由大学（ULB）のFrançois Englertと英国エジンバラ大学のPeter Higgsは、粒子が質量を持たない理由を説明するモデルを独立に導出し、このモデルはヒッグス粒子の存在を必要とする。 両方の論文は1964年にPhysical Review Lettersに掲載されました。
ヒッグス粒子は、数十年の探索の後に観測される素粒子物理学の標準モデルの最後の部分です。 2012年6月、Cernはジュネーブの大型ハドロン衝突型加速器(LHC)がヒッグス粒子であることが正しい性質を持つ粒子を発見したことを多くのファンファーレをもって発表し、これは研究者が質量の基本的な理論を確認したことを意味していた。
ヒッグス粒子は技術的に他の粒子質量を与えません。 より正確には、粒子は、他の粒子との相互作用によって質量を生成する場（ヒッグス場）の量子化された現れである。 しかし、なぜ質量は与えられたものと仮定できなかったのですか？答えは場の量子論の以前の研究に戻ります。
答えは場の量子論の前の研究に戻ります。
量子場は、電場や磁場のような、より身近な場に似ています。 しかし、量子場には、我々が粒子として観察する励起状態が含まれています。 これらのフィールドは、物質フィールド（その粒子は電子、クォークなどである）に分けることができます。）および力場（その粒子は光子、グルーオンなどである。). 1940年代後半、理論家は光子と電子の場の量子論が高エネルギーでの電磁相互作用をうまく説明できることを示した。しかし、この理論は核相互作用をモデル化するのに問題があった。 弱い核力の短い範囲は、その対応する粒子が無質量光子とは対照的に、電磁場に関連する粒子である質量を有することを示唆した。 単に力を運ぶ粒子に質量を付着させることは悲惨な影響を及ぼし、特定の予測が無限に発散する原因となった。 初期の1960では、理論家は質量が理論に導入されるかもしれない代替方法を探して忙しかった。
higgs、Englert、Robert Brout（ULBでEnglertと協力していたが、現在は死亡している）によって定式化された解は、空間のすべてが弱い力の粒子と相互作用して質量を与える場で満たされていることを提案している。 これは、フィールドが空のスペースではゼロではないと仮定されるためです。 この非ゼロ基底状態は、場の量子論の基本と考えられる対称性に違反します。 以前の研究では、この種の対称性の破れが、実験によって除外された質量のないスピンのない粒子につながったことが示されていました。 Englert、Brout、Higgsは、空間充填場を弱力場に結合することによって、この不要な粒子をどのように消滅させることができるかを示しました。 彼らがすべての相互作用を調べたとき、彼らは力の粒子が効果的に質量を持ち、望ましくない、質量のない、スピンのない粒子が本質的に弱い粒子に吸 これらの粒子は結果として第三のスピン状態を獲得し、残っているスピンのない粒子は巨大なヒッグス粒子だけであった。 同様の理論は、同じ年に理論家の第三のチームによって開発されました。
その後の研究では、ブラウト-イングルルト-ヒッグス機構（略して”ヒッグス機構”）は、弱い粒子だけでなく、電子、クォーク、および他の基本粒子にも質量を与 より強く粒子がヒッグス場と相互作用するほど、それはより巨大である。 しかし、陽子、核、原子のような複合粒子の質量の大部分は、ヒッグス機構からではなく、これらの粒子を一緒に保持する結合エネルギーから来ているこ
“BroutとEnglertとHiggsは、今ではHiggsメカニズムとして知られている非常に巧妙なアイデアを出しました”とシカゴ大学のMichael Turner氏は言います。 「それは、最も簡単な質問の1つについての説明を提供します：なぜ粒子は質量を持っていますか？ このような単純な質問—しかし、非常に深遠な—多くの人もそれを尋ねるとは思わないこと。”このメカニズムを検証するために、素粒子物理学者はLHC、これまでに構築された最大の、最も技術的に洗練されたマシンを構築し、ヒッグス粒子を発見した検出器の一つであったCMS実験のスポークスパーソン、ジョセフIncandelaは述べています。 「私は人々がこれを見て、素粒子物理学がここに月着陸のようなものを引っ張ったと感じていると思います」と彼は言います。
–Michael Schirber
Michael Schirberは、フランスのリヨンに拠点を置く物理学の対応するエディタです。
- J. Ｇｏｌｄｓｔｏｎｅ，“Ｆｉｅｌｄ ｔｈｅｏｒｉｅｓ ｗｉｔｈ Ｓｕｒｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ”，Ｎｕｏｖｏ Ｃｉｍｅｎｔｏ１ ９，１ ５ ４（１ ９ ６ １）；Ｊ． Rev.127,965(1962)
- G.S.Guralnik,C.R.Hagen,t.W.B.Kibble,”Global Conservation Laws and Massless Particles,”Phys. レット牧師 13,585(1964)
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peter w.higgs
phys. レット牧師 13,508(1964)
Published October19,1964
Broken Symmetry and The Mass of Gauge Vector Mesons
F.Englert and R.Brout
Phys. レット牧師 13,321(1964)
公開August31,1964
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