标准模型U(1) 对称性破缺机制
标准模型 U(1)规范对称自发破缺机制
标准模型 U(1)规范对称自发破缺机制标准模型 U(1) 规范对称自发破缺机制标准模型是粒子物理学中描述基本粒子及其相互作用的理论框架，而 U(1) 规范对称自发破缺机制则是标准模型中的重要概念之一。
本文将重点探讨 U(1) 规范对称自发破缺机制的原理和影响。
一、U(1) 规范对称性U(1) 是表示一个单位长度的圆周的数学结构，而在粒子物理学中，U(1) 规范对称性表示物理理论在 U(1) 变换下不变。
具体来说，它要求物理系统的拉格朗日量在 U(1) 变换下具有不变性。
二、规范场和轴子U(1) 规范对称性导致存在一个相应的规范场，该规范场传播着一种被称为轴子（axion）的粒子。
轴子是一种中性粒子，不带电荷，但会参与强相互作用。
它的存在对物理现象具有重要影响。
三、规范对称自发破缺在自发对称破缺机制中，物理系统在低温下的真空态会选择一个不再具有 U(1) 对称性的状态，这导致了规范对称自发破缺。
具体来说，当轴子的势能曲线形状呈现双井势时，真空态会从对称的零场态转变为一个能量较低的非零场态。
四、轴子的重要性轴子在理论和实验中都具有重要的作用。
首先，在量子色动力学中，由于有轴子的存在，QCD 的拓扑缺陷能够得到解释。
其次，轴子在宇宙学中也扮演着关键角色，可以解释暗物质、强子谱问题等。
此外，轴子还可以通过实验证据进行探测，例如通过引力波的观测等手段。
五、实验探测轴子的探测是当今粒子物理学的热点研究之一。
科学家们使用了多种方法来寻找轴子。
例如，实验室中可以通过高强度的磁场和激光场等手段来产生和探测轴子。
此外，一些天文观测设备，如望远镜和引力波探测器等，也可以用于轴子的间接探测。
六、未来展望随着技术的不断发展和实验手段的改进，对于 U(1) 规范对称自发破缺机制和轴子的研究将进一步深入。
科学家们将不断探索轴子的性质和行为，并希望最终验证轴子的存在，以进一步完善理论框架。
总结：U(1) 规范对称自发破缺机制是标准模型的重要概念之一，涉及到轴子的产生和相应的物理现象。
标准模型Higgs机制与U(1) 对称性破缺
标准模型Higgs机制与U(1) 对称性破缺标准模型Higgs机制与U(1) 对称性破缺在粒子物理学中，标准模型是一种理论框架，能够描述了目前已知的基本粒子及其相互作用。
Higgs机制是标准模型的重要组成部分，它解释了粒子如何获得质量的机制。
本文将重点介绍标准模型中的Higgs 机制以及U(1)对称性破缺。
1. Higgs机制的概述Higgs机制是由彼得·H·希格斯于1964年提出的，它解释了为什么某些粒子具有质量，而其他粒子没有。
在标准模型中，存在一个量子场，即Higgs场，负责赋予粒子质量。
这个场与其他粒子场相互作用，类似于粒子通过与Higgs场相互作用而获得质量。
2. Higgs场的性质Higgs场是一个复数标量场，其具有一个非零的真空期望值。
当Higgs场的真空期望值为零时，粒子都是无质量的。
然而，当Higgs场的真空期望值非零时，粒子与Higgs场相互作用，导致粒子获得质量。
这就是Higgs场的一个重要性质。
3. Higgs粒子的发现为了验证Higgs机制的存在，科学家们进行了大量的实验研究。
最终，在2012年，欧洲核子研究中心的ATLAS和CMS实验室宣布成功发现了一种与Higgs场相互作用的粒子，即Higgs粒子。
这一发现被认为是对Higgs机制的重大确认，并为希格斯授予了诺贝尔物理学奖。
4. U(1)对称性破缺除了Higgs机制，还存在其他对称性破缺现象。
U(1)对称性是一种基本对称性，它描述了一种粒子与相应场的相互作用。
在标准模型中，U(1)对称性破缺解释了电弱相互作用的起源。
5. Higgs机制与U(1)对称性破缺的关系Higgs机制与U(1)对称性破缺有一定的联系。
在标准模型中，Higgs场既与粒子质量有关，又与U(1)对称性破缺有关。
通过Higgs机制，U(1)对称性被破坏，从而解释了电弱相互作用中的粒子质量。
6. 实验证据和未来展望通过大型强子对撞机等实验设备，科学家们已经积累了大量关于Higgs机制和U(1)对称性破缺的实验证据。
标准模型U(1)规范自发对称破缺
标准模型U(1)规范自发对称破缺标准模型U(1)规范自发对称破缺标准模型是描述了基本粒子和相互作用的物理理论，其中U(1)规范对称是标准模型的一部分。
本文将探讨U(1)规范自发对称破缺的概念以及其在物理学中的应用。
1. U(1)规范对称简介U(1)规范对称是指标准模型中的一种对称性，它描述了基本粒子之间的相互作用。
在U(1)规范对称下，拉格朗日量是不变的，即它在规范变换下保持不变。
2. 自发对称破缺自发对称破缺是指系统在哈密顿量的基态中具有一种对称性，但在物理过程中该对称性被破坏。
在标准模型中，U(1)规范对称是通过希格斯机制实现的，即通过希格斯场的真空期望值的产生。
3. 希格斯机制与自发对称破缺希格斯机制是标准模型中实现U(1)规范自发对称破缺的机制。
希格斯场是一个复标量场，通过希格斯势的形式确定了希格斯场在真空中的期望值。
希格斯场的真空期望值的非零值导致了U(1)规范对称的破缺，同时赋予了电子、夸克等基本粒子质量。
4. U(1)规范自发对称破缺的实验观测U(1)规范自发对称破缺的实验证据来自于希格斯粒子的发现。
2012年，CERN的ATLAS和CMS实验室通过对大型强子对撞机产生的高能粒子进行观测，成功发现了希格斯粒子。
这一发现证实了标准模型中U(1)规范对称的自发破缺，进一步巩固了标准模型的有效性。
5. 应用和意义U(1)规范自发对称破缺是理解基本粒子质量来源的重要机制。
通过希格斯场的真空期望值，能够给基本粒子赋予质量，进而解释了它们在物理过程中的相互作用。
这一机制的理解对于现代粒子物理学的发展至关重要。
6. 总结U(1)规范自发对称破缺是标准模型中描述基本粒子相互作用的重要部分。
通过希格斯机制，U(1)规范对称被破坏，希格斯场的真空期望值赋予了基本粒子质量。
实验证据和应用表明，U(1)规范自发对称破缺的理解对于解释基本粒子之间的相互作用至关重要，对于推动粒子物理学的发展具有重要意义。
本文简要介绍了标准模型U(1)规范自发对称破缺的概念，并阐述了希格斯机制在其中的作用。
标准模型的最新描述：对称性破缺机制及其起源——2008年诺贝尔物理学奖
夸 克理 论 和 标 准 模 型
构成 自然界的基本组元有夸克 很短的时间 内就会衰变成上夸克或 和轻子 ；夸克和轻子被认为是物质 下 夸 克 。 世界 ，包括人类 自身的最小构成元 素 。由夸克和轻子作为物质 的基本
诺 贝 尔 奖 与 标 翟模 型
探索微观世界奥秘 的粒子物理 组元而建立的粒子物 理标准模 型取 学创建了夸 克理论和标准模型 ，成 Ｌ ｓｎ ｏ ａ ｉ ｉ 模型， 由此 获得 了被称为 并 得 了极大 的成功 ， 堪称 ２ 世纪物理 为获 得 诺 贝尔 物 理学 奖最 多 的学 ０ 诺 贝尔奖的前奏 的 １９ ／ ５ ９ ４ ９ 年度沃 学 最重大 的成就之 一 。 科 一 竟 占到全部奖项 的四分之一 。・ 尔 夫奖 。 “ 夸克 （ ｕ ｒ ） 一词是 由美国 ｑａｋ ” 英 国人狄 拉克 １ ２ ９ ８年把爱 因 小林诚 ｉ ４ ９ ４年 出生于 日本名 人默里 ・ 盖尔曼改编 自詹姆斯 ・ 乔斯 斯 坦相对论 引入量子力学 ，创立 了 古屋，１７ 年获得名 古屋大学博士 ９２ 的小说 《 芬尼根守灵夜》 中的诗句： 电子波动方程 ，１３ 年提 出空穴理 ９０ 学位。他长期致力于基本粒子理论 “ 个 夸 克 才 顶 得 上 一 个 马 克 ” 论 ，预言正 电子 的存在，获 １ ３ 年 三 。 ９３ 研究，现任 日本筑波高能加速器研 １６ 年 ，他仿佛教八正道提 出了粒 ９２ 究 中心 退休 名 誉教 授 。益 川 敏 英 论 ，提 出 了著名 的南部 一 ｎａ Ｊ０ —
美 国人鲍林 （ ９ ４年化学奖 中存在 的４ ｉ５ 种基本力（ 引力、 电磁力、 递强相互作用的是胶子 ，传递 电磁
物理学中的对称性破缺现象
相变对称性破缺是指物理系统在相变点附近其对称性被破坏。相变是物质从一种相向另一种相转变的过程，常见的有固液相变、液气相变等。
相变点附近的对称性破缺现象称为临界现象。临界现象具有很多特殊的性质，例如临界指数。这些性质对于理解物质的相变过程和研究相变条件具有重要意义。
对称性破缺的应用
对称性破缺的研究在物理学的多个领域得到广泛应用。以下是一些重要的应用领域：
外加场对称性破缺
外加场对称性破缺是指物理系统在外加场的作用下，其对称性被破坏。外加场可以是电场、磁场等各种形式的力场。一个经典的例子是超导体。
超导体在低温下具有零电阻和完全排斥磁场的性质。然而，在外加磁场的作用下，超导体会发生对称性破缺现象。外加磁场会导致超导体中的库仑相互作用与电子动能之间的竞争，从而破坏超导态。这个对称性破缺机制被称为磁场诱导的超导转变。
凝聚态物理
对称性破缺在凝聚态物理中具有广泛的应用。例如，超导体的研究就是一个重要的应用领域。对称性破缺为我们提供了理解超导体的机制和设计高温超导体的思路。
Байду номын сангаас高能物理
对称性破缺在高能物理中也起到了关键的作用。粒子物理中的标准模型就是基于对称性破缺的理论构建的。对称性破缺为我们理解基本粒子的质量、相互作用和粒子物理的基本原理提供了重要线索。
宇宙学
对称性破缺在宇宙学中也扮演了重要的角色。宇宙的起源和演化与对称性破缺有着密切的关系。对称性破缺的研究为我们理解宇宙的结构、宇宙背景辐射、暗物质等问题提供了重要线索。
结论
对称性破缺是物理学中一个非常重要的研究方向，它涉及到基本粒子与场的研究、凝聚态物理、高能物理和宇宙学等多个领域。对称性破缺的研究为我们揭示了自然界的基本规律和解释了物质的性质。对称性破缺的应用也在各个领域得到广泛发展。对于进一步深入研究和应用对称性破缺现象，我们还有很多待解决的问题和挑战。通过持续的探索和研究，我们相信对称性破缺将会为人类社会带来更多的科学发现和技术创新。
量子物理中的时空对称性与对称破缺机制
量子物理中的时空对称性与对称破缺机制引言量子物理是研究微观世界的一门学科，其中时空对称性和对称破缺机制是重要的研究领域。
本文将详细探讨这两个概念，并解释它们在量子物理中的作用。
时空对称性时空对称性是指物理系统在时空坐标变换下保持不变的性质。
在相对论中，时空坐标变换包括时间和空间的平移、旋转以及洛伦兹变换等。
时空对称性是量子物理理论中的基本原则之一，它对于物理定律的形式和结构起着决定性的作用。
量子力学中的时间对称性在量子力学中，时间对称性是指物理系统在时间演化下保持不变的性质。
根据量子力学的基本原理，物理系统的时间演化由薛定谔方程描述。
薛定谔方程是一个时间反演对称的方程，即如果一个解是物理可行的，那么它的时间反演也是物理可行的。
这就意味着在量子力学中，时间对称性是基本的。
量子场论中的空间对称性在量子场论中，空间对称性是指物理系统在空间变换下保持不变的性质。
量子场论是描述粒子与场相互作用的理论，其中最重要的是规范场论和自发对称破缺。
规范场论中的规范场是一种介质，它的变换规则决定了物理系统的空间对称性。
自发对称破缺是指在规范场论中，系统的基态并不满足全部的对称性，而是通过一种机制将对称性破缺。
对称破缺机制对称破缺机制是指在物理系统中，由于一些微观效应的存在，系统的宏观性质不再满足全部的对称性。
对称破缺机制在量子物理中起着重要的作用，它解释了为什么我们观察到的自然界具有一些特殊的性质。
自发对称破缺自发对称破缺是对称破缺机制中的一种重要形式。
在自发对称破缺中，系统的基态并不满足全部的对称性，而是通过一种机制将对称性破缺。
一个经典的例子是超导现象。
在超导体中，电子形成了库珀对，这导致了电子在超导体中的运动不再受到电磁场的干扰，从而表现出超导的性质。
这种对称破缺机制在量子物理中有广泛的应用。
量子色动力学中的手征对称破缺量子色动力学（QCD）是描述强相互作用的理论，其中存在一个手征对称性。
手征对称性是指左手和右手的粒子在相互作用中保持不变。
强子物理中的对称性破缺机制
强子物理中的对称性破缺机制在物理学的研究中，对称性一直是一种非常重要的概念。
对称性意味着系统在某种变换下保持不变，而对称性破缺则是指系统在某些条件下不再具有对称性。
而在强子物理中，对称性破缺机制是解释强子之间相互作用的重要理论。
强子物理研究的对象是由夸克组成的粒子，其中最为著名的是质子和中子。
而这些夸克粒子之间的相互作用是由强相互作用力驱动的。
根据强相互作用力的理论，即量子色动力学（QCD），夸克之间的相互作用是由一种被称为胶子的粒子传递的。
而在量子色动力学中，存在着一种被称为色荷的量子数来描述夸克和胶子之间的相互作用。
在强相互作用力的理论中，存在着一个重要的对称性，即SU(3)对称性。
这个对称性是指夸克和胶子的相互作用法则在变换下保持不变。
在理论中，SU(3)对称性是通过引入八个生成元来描述的，分别对应于八种不同的胶子。
这些生成元的线性组合可以构成SU(3)群，而夸克和胶子的相互作用可以由这个群对称性的变换规则来描述。
然而，现实中我们并不能观察到强子之间完全对称的状态。
实验观测表明，强子之间存在着一种称为手征对称性的破缺。
手性是夸克自旋与运动方向之间的关系，手征对称性破缺意味着系统在不同的方向上具有不同的性质。
这种对称性破缺是如何发生的呢？对称性破缺的机制可以通过引入一种叫做“自发对称性破缺”的机制来解释。
这个机制认为，在系统的基态中，系统的真实状态并不是具有完全对称的状态，而是具有一种破缺了对称性的状态。
这种破缺可以通过引入一种叫做“规范场”的粒子来实现。
规范场是描述系统中对称性变换的场，它的存在使得系统的基态具有了对称性的破缺。
在强子物理中，胶子场就是典型的规范场。
胶子场的存在导致了强子之间的对称性破缺。
具体来说，胶子场在系统的基态中形成了一种被称为色荷凝聚态的状态。
色荷凝聚态是指胶子场在夸克之间形成了一种非零的期望值，使得系统的基态具有了对称性的破缺。
对称性破缺的机制不仅可以解释强子物理中的现象，还可以应用于其他物理学领域。
季向东粒子物理探秘答案
学校班级姓名考场考号............................装............................订............................线............................《粒子世界探秘》习题集得分评卷人一、选择题（每小题3分，共210分）1.下面哪些粒子可以算是最基本的粒子AA ．光子夸克电子B ．夸克介子电子C ．中子光子夸克D ．质子中子光子2.基本粒子分类为CA ．质子、中子、电子、光子B ．重子、轻子、胶子、光子C ．夸克、轻子、相互作用传播子、Higgs 粒子D ．重子、轻子、介子、光子3.为什么对于原子的认识会起源于化学AA ．化学反应过程涉及到原子间的相互作用B ．化学家比物理学家运气好C ．利用化学可以直接观测到原子D ．4.观测原子及更基本的粒子的实验手段不包括DA ．特别设计的电场和磁场B ．云室C ．粒子碰撞D ．使用高倍数光学显微镜5.在AMS 实验中，通过探测器组合对粒子进行鉴别。
实验中如何区分进入探测器的电子和正电子？CA ．让它们和其他粒子碰撞，看看反应结果B ．加上电场，电子和正电子的速度会不同C ．加上磁场，电子和正电子的偏转方向相反D ．它们在探测器里发光颜色不同6.在核反应过程中关于质子数和中子数，以下说法正确的是CA ．核反应过程中质子数和中子数都是守恒的B ．核反应过程中质子数和中子数都是不守恒的C ．核反应过程中质子数与中子数的和，即质量数是守恒的D ．7.为什么我们说宇宙中物质反物质不对称CA ．因为理论推导出来应该不对称B ．因为我们周围都是物质C ．因为在宇宙空间中没有观测到大量的反物质聚集D ．因为物质反物质到一起就湮灭了8.粒子和反粒子的差别是什么？DA ．质量相反B ．自旋不同C ．发光或不发光D ．电荷相反9.最早发现的反粒子是AA ．正电子B ．反夸克C ．反中子D ．反质子10.关于正电子，以上描述正确的是第1页(共7页)A．正电子和电子湮灭会释放胶子B．正电子在磁场中的回旋半径和电子不一样C．正电子和电子湮灭会释放光子D．正电子是先在实验上发现的，之后才找到描述它的理论11.四种基本相互作用的强度最强的为CA．弱相互作用B．电磁相互作用C．强相互作用D．引力相互作用12.用以描述原子及更基本的粒子的运动不能用CA．狭义相对论B．量子力学C．牛顿力学D．电动力学13.在观测宇宙中反物质分布时主要的观测手段是CA．观测宇宙射线中电子的含量B．观测宇宙射线中反氢的含量C．观测宇宙射线中反氦的含量D．14.物质和反物质的不对称可能的来源不包括哪些？BA．宇宙的初始条件的不对称B．宇称守恒C．弱相互作用D．宇宙演化的热力学非平衡态过程15.关于反物质，以下说法正确的是CA．反物质是暗物质B．反物质是由反质子、反中子和电子组成的C．反物质是由反质子、反中子和正电子组成的D．反物质是由质子、中子和正电子组成的16.中子内由于电荷排斥而导致的加速度量级约为AA．1030个重力加速度大小B．1个重力加速度大小C．1010个重力加速度大小D．1020个重力加速度大小17.下面陈述正确的是AA．介子是由两个夸克组成的B．电子是由夸克组成的C．重子是由两个夸克组成的D．夸克和相应的反夸克是相同粒子18.中子是电中性的，但为什么会具有磁矩？BA．因为中子并不是完全的电中子，它实质上具有很小的电荷B．因为中子是由具有不同电荷的夸克组成的，它们的电荷累加为0，但磁矩累加不为0C．因为中子和质子是同一粒子的不同能态D．因为中子是由质子和电子组成的，质子和电子的磁矩累加为019.下面那种对称性是连续对称性BA．旋转对称性，镜面对称性B．旋转对称性，平移对称性C．平移对称性，等边六边形的对称性D．等六边形对称性，镜面对称性20.关于胶子，下面陈述正确的是A第2页(共7页)A．胶子有八种B．胶子是传递弱相互作用的粒子C．胶子有三种颜色D．胶子有三种21.关于洛伦兹对称性，以下正确的是BA．洛伦兹对称性是内部对称性B．洛伦兹对称性是时空变换对称性C．洛伦兹对称性不是连续对称性D．22.关于电荷共轭对称性，以下正确的是AA．电荷共轭对称性是内部对称性B．电荷共轭对称性是时空变换对称性C．电荷共轭对称性是连续对称性D．23.在SU(3)对称性下，体系会出现什么样的多重态AA．3重态B．9重态C．10重态D．21重态24.说明质子、中子性质类似的对称性为CA．洛伦兹对称性B．中心对称性C．同位旋对称性D．SU(3)对称性25.关于夸克，下面陈述正确的是BA．有两代夸克B．有三代夸克C．夸克有两种颜色D．夸克有四种颜色26.关于自由夸克，下面陈述正确的是CA．已经观察到了自由夸克B．夸克间距离越小，相互作用越强C．夸克间距离越小，相互作用越弱D．夸克被禁闭了，看的到自由夸克27.关于群，下面陈述不正确的是AA．群要求有加法B．群要求有乘法C．群要求有恒元D．群要求每个成员都得有逆元28.关于群和对称性间的关系，下面陈述正确的是BA．群就是对称性B．群可以用来描述对称性C．只有连续对称性才可以用群来描述D．三维复空间的转动对应SO(3)群29.考虑四个元素的集合1，-1，i，-i，定义乘法为普通乘法C 第3页(共7页)A．这个集合不是一个群，因为缺少零元B．这个集合不是一个群，因为没有定义加法C．这个集合是一个群D．这个集合不是一个群，因为集合元素不是连续的30.弱相互作用下可以把那些粒子相互转换CA．电子和正电子B．质子和电子C．质子和中子D．中子和电子31.太阳燃烧的最基本过程主要与什么相互作用有关CA．万有引力相互作用B．电磁相互作用C．弱相互作用D．强相互作用32.关于中子和中微子，下述表述不正确的是BA．中子和中微子都不带电B．中微子除了质量比中子小很多外其他性质与中子相同C．中子既参与强相互作用也参与弱相互作用，而中微子仅参与弱相互作用D．中子是强子，中微子是轻子33.关于中微子，下列表述正确的是AA．只有左手的中微子B．只有一种中微子C．中微子带负电D．中微子的质量与电子差不多34.电磁理论所具有的规范对称性是AA．U(1)对称性B．SO(3)对称性C．SU(2)×U(1)对称性D．SU(2)×U(1)对称性35.四种基本相互作用中，力程最短的是AA．弱相互作用B．强相互作用C．电磁相互作用D．万有引力36.弱电统一理论是把什么相互作用统一起来了BA．弱相互作用和万有引力B．弱相互作用和电磁相互作用C．弱相互作用和静电相互作用D．弱相互和磁场37.传递弱相互作用的粒子质量数量级是CA．1000GeVB．10GeVC．100GeVD．1GeV38.代混合是指什么AA．不同代夸克之间的相互转化B．不同代夸克一起形成其他粒子C．不同代夸克之间的相互作用D．第4页(共7页)39.在B工厂中可以大量产生的夸克是什么？AA．底夸克B．上夸克C．顶夸克D．奇异夸克40.造成代混合的相互作用是CA．强相互作用B．万有引力C．弱相互作用D．电磁相互作用41.轻子不参与的相互作用是BA．弱相互作用B．强相互作用C．万有引力D．电磁相互作用42.粒子的味道是指CA．不同的夸克B．不同的轻子C．粒子的不同代D．不同的介子43.造成CP破坏至少要求粒子有几代?AA．三代B．一代C．两代D．四代44.CP变换下左手电子会变换为BA．左手正电子B．右手正电子C．左手电子D．右手电子45.Higgs机制由谁提出的？BA．Guralnik,Hagen,Kibble Guralnik,Hagen and KibbleB．以上三组人几乎同时提出的C．Brout和EnglertD．Higgs46.Higgs粒子是什么时候找到的？AA．2012B．2011C．还没找到D．201347.Higgs粒子最先是在哪个加速器上找到的？AA．LHC B．SSC C．Tevatron D．LEP48.下面哪个事例不是对称性破缺BA．超导B．粒子转换成反粒子C．Higgs机制D．铁的磁化49.超导中电磁U(1)规范对称性是利用什么破缺的CA．强磁场B．强电场C．库珀对的凝聚D．电子和原子的相互作用50.Higgs场的自发对称破缺是因为什么DA．万有引力B．Higgs场对应的势能在零点为局域极小C．电磁相互作用D．Higgs场对应的势能在零点为局域极大51.为什么发现Higgs粒子很难DA．因为Higgs粒子太小了B．因为Higgs粒子与其他粒子间相互作用很弱C．因为Higgs粒子不带电D．因为需要很高的能量才能产生Higgs粒子52.LHC上产生Higgs粒子的主要机制是C第5页(共7页)A．两个胶子衰变产生顶夸克反顶夸克对，之后顶夸克和反顶夸克湮灭产生Higgs粒子B．夸克和发夸克辐射出W和Z粒子，之后W和Z粒子湮灭放出Higgs 粒子C．胶子胶子对撞产生虚顶夸克之后放射出Higgs粒子D．夸克和反夸克湮灭成W和Z粒子之后放出Higgs粒子53.目前发现Higgs粒子的质量大约为BA．10GeV B．125GeV C．150GeV D．80GeV54.以下哪个Higgs粒子衰变通道不是目前发现Higgs粒子的主要实验证据DA．衰变为两个W粒子B．衰变为两个光子C．衰变为两个Z粒子D．衰变为两个τ子55.实验上通过Higgs衰变来探测Higgs粒子的原因不包括下面哪个CA．产生的Higgs粒子的概率太少B．Higgs粒子衰变的产物比较多C．Higgs粒子太小D．Higgs粒子的寿命太短56.说明新发现粒子为Higgs粒子的证据不包括以下哪个？BA．与顶夸克和底夸克的耦合B．与电子的耦合C．CP宇称为正D．自旋为零57.Higgs工厂为什么通常采用正负电子对撞BA．因为加速正负电子更便宜B．因为正负电子对撞产生的本底噪音小C．因为正负电子对撞容易控制D．因为正负电子对撞可以产生更高的能量58.发现Higgs粒子后已解决的问题为DA．标准模型之后的新物理B．弱电破缺标度的来源C．Higgs场是基本的还是复合的D．找到标准模型中的所有粒子59.CEPC计划在哪一年可以运行取数DA．2015B．2030C．2035D．202060.暗物质是指BA．黑色的物质B．不带电不参与强相互作用的物质C．没找到的物质D．不发光的物质61.Zwicky在宇宙观测中发现的问题是CA．微波背景辐射有微小涨落B．星系有红移C．星系运动不符合维里定理D．子弹星系团引力中心和普通物质分布中心不重合62.暗物质假设的证据不包括AA．观测地球绕太阳的运动B．星系转动曲线的测量C．对微波背景辐射的观测D．对于子弹星系团的观测63.引力透镜是指C第6页(共7页)A．太阳中微子是怎么传输的B．太阳中微子是怎么产生的C．强引力原使得周围的光线发生弯曲从而表现出透镜效应D．地球上测量到的太阳中微子为何与理论预言差别很大64.在观测子弹星系团时，对于普通物质分布的观测主要是通过测量BA．可见光分布B．X射线C．宇宙射线D．引力透镜65.对于宇宙微波背景辐射，下面阐述不正确的是DA．宇宙微波背景辐射是黑体辐射B．宇宙微波背景辐射的结构说明有暗物质存在C．宇宙微波背景辐射是宇宙大爆炸模型的证据D．宇宙微波背景辐射是完美的各向同性66.对于宇宙大尺度结构，下面阐述不正确的是CA．实验和理论都有问题B．理论计算错误C．宇宙的大尺度结构是均匀的D．目前宇宙的大尺度结构说明有暗物质存在67.关于大质量弱相互作用粒子，下面阐述正确的是AA．它们是不带电的B．它们只参与弱相互作用C．它们组成了黑洞D．它们就是中微子68.暗物质湮灭的截面大小的数量级是DA．10−20平方厘米B．10−30平方厘米C．10−10平方厘米D．10−40平方厘米69.暗物质粒子的候选对象不包括CA．轴子B．某种超对称粒子C．中微子D．额外维空间激发70.探测暗物质粒子的方法不包括BA．通过探测暗物质粒子与普通粒子的相互作用B．探测暗物质粒子在强磁场中轨迹弯曲C．通过探测宇宙中暗物质湮灭后产生的宇宙射线D．通过高能加速器加速粒子碰撞直接产生暗物质粒子71.直接探测暗物质粒子时，有效的信号不包括CA．电信号B．热信号C．声信号D．光信号72.采用液氙进行暗物质探测的优势不包括DA．原子质量比较大B．靶子容易做大C．相对容易提纯D．可以探测热信号73.PANDAX实验室设置在DA．北京B．上海C．山东D．四川74.PANDAX实验使用的探测器是DA．锗探测器B．液氦探测器C．单晶探测器D．液氙探测器第7页(共7页)。
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标准模型U(1) 对称性破缺机制标准模型U(1) 对称性破缺机制
标准模型U(1)对称性破缺机制是粒子物理学中一个关键的概念，对
解释了为什么基本粒子具有一定的质量。
本文将介绍标准模型U(1)对
称性的基本原理，并重点讨论了U(1)对称性破缺机制的过程。
1. 标准模型和对称性
标准模型是粒子物理学中目前最成功的理论之一，它描述了构成我
们世界的基本粒子和它们之间的相互作用。
标准模型中的粒子分为两类：费米子和规范玻色子。
费米子包括夸克和轻子，而规范玻色子则
包括光子和强力相互作用中的胶子。
标准模型的基本框架是一种规范场论，其中包含了SU(3) × SU(2) ×
U(1)的规范对称性。
在这个对称性下，物理系统具有非常高的自由度，其相应的拉格朗日量表述了场的动力学。
然而，实验观测到的粒子质
量并不是完全对称的。
2. U(1)对称性
U(1)对称性是标准模型中的一个基本对称性，表示物理系统在进行
规范变换时不变。
在粒子物理中，U(1)对称性对应着电磁相互作用。
我们知道，电磁相互作用由光子传递，而光子是自旋为1的无质量粒子。
根据U(1)对称性的要求，光子不应该具有质量。
然而，实验观测到
光子具有零质量，这意味着U(1)对称性必须破缺。
接下来我们将讨论
U(1)对称性破缺的机制。
3. U(1)对称性破缺机制
U(1)对称性破缺可以通过引入希格斯场来实现。
希格斯场是标准模
型中的一个标量场，它与U(1)对称性耦合。
希格斯场的自相互作用势
能具有一个特殊的形式，使得希格斯场在真空中获得非零的期望值。
当希格斯场的期望值非零时，U(1)对称性被破缺，且光子通过与希
格斯场耦合而获得了质量。
这个机制被称为希格斯机制，也是标准模
型中解释粒子质量的关键。
在希格斯机制中，光子获得了质量，而希格斯粒子则成为标准模型
中唯一已实验观测到的粒子。
希格斯粒子的质量决定了希格斯场的耦
合强度，从而影响了其他粒子的质量。
4. 实验验证和未来展望
标准模型的U(1)对称性破缺机制得到了大量实验证据的支持。
特别
是在2012年，欧洲核子研究组织（CERN）的大型强子对撞机（LHC）上，科学家们通过直接探测到了希格斯粒子，这一发现被认为是标准
模型的巅峰之作。
然而，尽管标准模型在解释粒子物理中的许多现象方面非常成功，
但它仍然存在一些问题，比如暗物质和引力等方面的解释。
因此，寻
找标准模型的超出标准模型的新物理现象成为了粒子物理学的一个关键目标。
未来的实验和理论研究将继续探索标准模型U(1)对称性破缺机制的细节，并寻找更深入的理解和新的现象。
这将有助于我们更好地理解宇宙的基本构成和演化，以及理解粒子物理学中的其他未解之谜。
结论
标准模型U(1)对称性破缺机制是粒子物理学中一个重要的概念。
通过引入希格斯场，光子获得了质量，其他粒子的质量也受到了影响。
实验证据已经支持了标准模型U(1)对称性破缺机制，但仍有许多问题需要进一步探索和解决。
通过持续的实验和理论研究，我们有望揭示更深入的物理现象和探索超出标准模型的新物理。