Механизм Хиггса с массой фермиона

Речь идет о «5-й силе».

Как вы сказали, термин Юкавы, вводящий взаимодействие между скалярным полем$\Phi$и фермион$\Psi$поле:

$$g \bar{\Psi} \Phi \Psi$$

Механизм Хиггса вызывает$\Phi$поле конденсируется при классическом ожидаемом значении ( vev : вакуумное среднее значение) из-за потенциала Хиггса$U(\Phi)$, так$\Phi$стремятся найти классический минимум, который вызывает:

$$\Phi(x,t) \to \langle \Phi \rangle=m$$

как фиксированное значение$m$. Вы можете представить себе этот процесс как первоначально$\Phi(x,t)$это полевая переменная, которая может иметь любые действительные/комплексные значения в любом пространстве-времени.$(x,t)$точки из-за квантовой флуктуации. Однако механизм Хиггса вызывает$\langle \Phi \rangle=m$нахождение (локального) классического устойчивого минимального значения потенциала$U(\Phi)$.

Замечательный результат заключается в том, что$\Phi(x,t)$полуклассически теперь нужно брать фиксированное значение при$m$в любой точке пространства-времени! ( Это замечательный факт 5-го взаимодействия: поле Хиггса вводит массу фермионам, то есть кваркам, лептонам, в Стандартной модели. Некоторые люди придумывают название 5-му взаимодействию - механизм, отличный от 4-х фундаментальных взаимодействий.)

Дополнение : Некоторым людям нравится думать о (фермионах, W$^{\pm}$,Z$^{0}$бозоны) движутся в океане полей Хиггса , таким образом (фермионы, W, Z) частицы становятся массивными из-за действия силы плавучести в океане Хиггса.

Масса$M$фермионных полей теперь можно прочитать как

$$g \bar{\Psi} \Phi \Psi \to (g\cdot m) \bar{\Psi} \Psi=M \bar{\Psi} \Psi$$ с фермионной массой $M=g\langle \Phi \rangle=g\cdot m$.

Обратите внимание, что теперь масса фермиона принимает фиксированное значение при$g \langle \Phi \rangle$, НО есть квантовая флуктуация вокруг vev ($\langle \Phi \rangle+\delta \Phi$), чтобы вызвать взаимодействие фермионного поля с флуктуацией Хиггса$\delta \Phi$. Вы можете нарисовать диаграмму Фейнмана, чтобы вычислить ее эффект.