照鏡子會發現身體左側和右側幾乎一樣，這叫對稱不僅可以在自然界中看到，更根本的是，對稱性似乎被寫在了宇宙的藍圖中比如量子力學中的對稱性導致了三種基本的自然力:電磁力，弱力和強力雖然對稱很重要，但打破對稱也很重要如果沒有這些破碎的對稱，我們就不會有一個熟悉的宇宙，也就不會有我們所知道的生命

在物理學中，對稱性意味著粒子的性質在變換后不會改變最簡單的例子就是，無論你是在地球表面，還是在中國的空間站，物理定律都是一樣的，這就是空間平移的對稱性或者說今天的物理定律和一百年前是一樣的，這就是時間平移的對稱性這種對稱性向我們展示了構建宇宙有一些簡單的規則，但它有時會打破其中的一些規則

對稱性破缺:基本粒子的質量

如下圖所示，它描繪了物理學中的能量勢能左右兩側有兩個最小值，中間有一個局部最大值如果我們沿著中心垂直放置一面鏡子，兩面是對稱的現在，如果我讓你在不破壞球的對稱性的情況下放一個球，你會把它放在哪里只有一個選擇，就是盡量放在中間如果球稍微受到擾動，滑向一邊，對稱性就會被打破事實上，這是希格斯機制賦予基本粒子質量的直觀表示有些基本粒子不在中心，而是在希格斯場的非零勢中，破壞了對稱性

為什么質量只能用對稱破缺來解釋質量問題是標準模型結構的基礎，其核心有U，SU ，SU 三種對稱，每一種對稱都與自然界的基本力有關，分別是電磁力，弱力和強力換句話說，這些對稱性導致了四種基本力中的三種這些構成了我們宇宙的基礎沒有它們，就沒有原子核，原子，化學，任何結構，當然也就沒有我們所知的生命

這些力是由攜帶力的粒子介導的，即電磁力中的光子，弱力中的W和Z玻色子，強力中的膠子現在問題來了根據標準模型的方程式，這些粒子一定都沒有質量這是方程對稱性的要求它給了我們無質量玻色子，而不是大質量玻色子這也包括希格斯玻色子，根據方程，它也必須是無質量的

這顯然不符合實際，因為描述弱力的理論只有在W和Z玻色子有質量的情況下才成立這與弱力的作用范圍非常有限有關如果這兩個粒子沒有質量，那么它的作用范圍就會變得無限大那么這些基本粒子的質量是如何產生的呢質量的出現是由于希格斯機制，這是對稱性破缺的結果

希格斯場的期望值不為零，與希格斯場相互作用的基本粒子在這個非零勢下會得到一個靜止質量所有與標準模型的粒子相關的質量都是由于它們與希格斯場相互作用的事實不與希格斯場相互作用的粒子仍然是無質量的，就像無質量光子一樣

對稱性破缺:原子質量

其實所有的質量都是對稱性破缺導致的，不僅僅是基本粒子的質量希格斯場無法解釋宇宙中的大部分質量中子和質子幾乎占整個原子的質量，它們的質量來自夸克和核子的結合能換句話說，它來自與強力相關的膠子相互作用

如果把組成一個原子的所有基本粒子的質量加起來，也只占原子質量的1%左右由于強力，99%的質量來自結合能現在的問題是，什么樣的對稱破缺解釋了這種對稱破缺已經證明，標準模型中除了給我們三個基本力的規范對稱之外，還有其他對稱，比如手征對稱手征對稱理論也處理左手粒子和右手粒子例如，如果我們在任何反應中用右手粒子交換左手粒子，結果什么也不會改變

考慮一個質量為2.3MeV的左手夸克，以及這個夸克的反粒子，它是右手的當這兩種夸克結合時，這種結合稱為介子如果對旋向性一視同仁，這種介子將以大約為零的凈能量湮滅換句話說，夸克反夸克對的結合將導致零質量但如果手征對稱性被破壞，它們就不會被同等對待，凈能量也不為零

事實上，當這兩個粒子被膠子束縛在一起時，質量會發生一些顯著的變化如果把夸克的質量加在一起，就不是4.6兆電子伏，而是高達135到140兆電子伏這種質量上的提升從何而來這是由于手征對稱性的破壞

當夸克被膠子交換強烈限制時，手征對稱性就會被打破膠子在夸克周圍形成一團云來限制夸克，并產生一種結合能，這種結合能被測量為介子的質量同樣的事情也發生在質子和中子內部

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