
这个问题中涉及的内容还是比较多的,本回答也会涉及部分专业内容。若有不正确的地方,欢迎大神批评指正。
1、首先从量子场论中的角度说明一下 什么是场、粒子、真空。
场,就是某种充满空间的量,从数学上说,就是一个函数 , 的范围从正无穷到负无穷。因此这种量充满整个空间。但是量子场论中某种粒子的场和经典力学或者电磁学中的场不一样,这个场是对应的量是不可测的,或者说这个场只是一个数学上的工具,不对应于“可观测物理量”。而电磁场是可观测物理量。虽然其数学形式类似,但是物理含义差别很大。所以希格斯场,或者任意场充满宇宙,这是数学上和对称性的要求,并不对应于某种实际的“物质”充满整个宇宙。
粒子和真空要放在一起说。量子场论中的真空和平常生活中所感受到的真空不是一个概念。这个要涉及到数学中的Hilbert空间矢量和算符。简单的说,真空和存在粒子这两种情况都是“空间”的一种状态,状态具有“能量”这种属性,我们把能量最低的情况叫做“真空”( ),其它的情况叫做“激发态”,也就是存在“粒子”的情况,粒子数不同的情况也对应不同的态( )。在正则量子化的意义下,场就是Hilbert空间中的算符,能把一种“状态”变成另一种“状态”,因此会出现由真空中出现粒子,或者粒子湮灭等现象,其本质就是状态的变化。
在这里要多说一句,对于“物质”的感受或者说探测,是通过相互作用得到的,所以不要把物质想的过于“实体化”!!!这一点个人觉得很重要。
所以,题主问的问题
答案就很明确了,“场”和“真空”是不同的东西,“真空”当然存在。
当然考虑到实际中会存在真空涨落,这个存在更多的是物理理论意义上的存在。
2、希格斯玻色子。
像电子、夸克有质量,是因为Higgs玻色子的存在导致的。学过电弱理论就会知道,这个本质是因为Higgs势的特殊形式导致系统的自发对称性破缺,使得系统的真空发生变化。通过结果会发现,质量在表达式中是费米子与Higgs耦合项的系数。所以,如果没有Higgs,那这些费米子确实会没有质量,也会以光速运动。但是“屏蔽Higgs场”这件事,从目前的理论上说,不可能。
3、由第1条就能知道,这个和以太不是一个东西,更不能麦克尔逊干涉实验来测试。
PS.Higgs玻色子在2012年LHC上被观测到,2013年正式对外公布这件事情。至此,标准模型中的最后一块拼图也找到了。但是实际上,我们只是能确定其存在,但是Higgs的性质几乎不知道,所以未来还需要对Higgs进行精确测量,这就需要建造新的对撞机(Higgs工厂)。由中科院高能所主推的CEPC(环形正负电子对撞机,Circle Electron Positron Collider)项目就是想作为Higgs工厂对其性质进行精确地测量,顺便看看能否发现新的、超出目前标准模型的新现象。有兴趣的可以自行了解一下。
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