“物理之美”第五讲举行，周辰主讲“质量从何而来：希格斯物理研究”

发布时间: 2024-10-17 14:26:37 浏览次数 : 433 来源:北京大学

10月11日下午，由北京大学图书馆和北京大学物理学院学院联合主办的“学科之美系列讲座——物理之美”第五场讲座在图书馆南配楼艺术鉴赏厅举行，北京大学物理学院助理教授周辰作了题为“质量从何而来：希格斯物理研究”的讲座。全校120余位师生报名参加现场讲座，19余万人次通过北京大学微信视频号、抖音、快手、现代物理知识杂志视频号等平台观看讲座。讲座由物理学院博士生耿新月主持。

讲座现场

周辰指出，希格斯物理是粒子物理学中的一个重要领域，主要研究希格斯机制及其相关的希格斯粒子。它不仅揭示了基本粒子质量的起源，还推动了粒子物理学的发展，并为未来的基础物理学研究提供了新的方向和挑战。周辰主要围绕希格斯机制是什么、希格斯玻色子的发现、希格斯玻色子的性质研究、希格斯工厂的物理预研等方面开展讲座。

周辰作讲座

周辰指出，希格斯机制是粒子物理学中用于解释基本粒子质量起源的理论机制。其核心思想是通过引入一种称为希格斯场的标量场来实现对称性破缺，从而赋予基本粒子质量。在希格斯机制中，希格斯场被假定为一种充满整个空间的场，并且在真空状态下具有非零值。这种非零值意味着即使在真空状态下，基本粒子也会与希格斯场相互作用，从而获得质量。具体来说，当粒子穿过充满希格斯场的空间时，它们会与希格斯场发生相互作用，这种相互作用导致粒子的质量产生。

针对希格斯玻色子的发现，周辰也进行了详细的讲解。希格斯玻色子的发现是粒子物理学史上的一座里程碑，其过程经历了近半个世纪的努力。1964年，彼得·希格斯和其他五位物理学家首次提出了希格斯机制，这一理论解释了基本粒子如何通过与希格斯场相互作用获得质量。然而，直到20世纪70年代，随着标准模型的逐步建立，科学家们才开始寻找希格斯玻色子的直接证据。2012年7月4日，欧洲核子研究中心的大型强子对撞机(LHC)上的ATLAS和CMS实验组宣布发现了质量为125至126 GeV的希格斯玻色子，这一发现得到了极高的统计置信度。这一结果不仅证实了希格斯机制的存在，也完成了标准模型的基本粒子谱。

学生提问

讲座结束后，周辰与在场师生进行了互动交流，解答了包括理论物理和实践物理的区别，宏观质量和微观质量的联系等问题。

主讲嘉宾简介：

周辰，北京大学物理学院助理教授。2010年在北京大学物理学院获得学士学位。2016年在美国杜克大学物理系获得博士学位。2016年—2021年9月，在美国威斯康星大学物理系工作，先后担任博士后、助理研究员。2021年10月起任现职。长期从事大型强子对撞机(LHC)上的实验高能物理前沿研究(2011—2021：ATLAS实验;2021—：CMS实验)，近年来在希格斯物理研究、新物理现象探索、探测器升级研发以及机器学习与量子计算的应用等方面做出重要成果。在《物理评论快报》(Physical Review Letters)等期刊发表多篇论文。担任合作组希格斯-光子工作组召集人、合作组学位论文奖委员会成员、LHC希格斯联合分析工作组召集人等学术领导职务。承担国家重点研发计划课题、国家自然科学基金项目等。