粒子物理与凝聚态物理中的 Higgs 玻色子

Higgs 玻色子（即振幅模）已在凝聚态物理中被实验研究了多年。一个例子是超流体 $^3\mathrm{He}$-B，其中对称性破缺导致 4 个 Goldstone 模和至少 14 个 Higgs 模，这些模由角动量量子数 $J$ 和宇称表征。基于这些模能谱的关系式 $E_{J+}^2+E_{J-}^2=4\Delta^2$，Yoichiro Nambu 提出了联系 Higgs 玻色子质量与费米子质量的普遍求和规则。若此规则适用于标准模型，人们可以预期观测到的质量为 $M_{{\rm H}1}=125\,\mathrm{GeV}$ 的 Higgs 玻色子拥有一个 Nambu 伴侣——即质量为 $M_{{\rm H}2}=325\,\mathrm{GeV}$ 的第二个 Higgs 玻色子。它们共同满足 Nambu 关系 $M_{{\rm H}1}^2 + M_{{\rm H}2}^2 = 4 M_{\rm top}^2$，其中 $M_{\rm top}$ 为顶夸克质量。此外，超流体 $^3\mathrm{He}$-A 中 Higgs 模的性质（其对称性破缺类似于标准模型）暗示可能存在两个带电 Higgs 粒子，其质量 $M_{{\rm H}+}=M_{{\rm H}-}\sim 245\,\mathrm{GeV}$，且共同遵循 Nambu 规则 $M_{{\rm H}+}^2 + M_{{\rm H}-}^2 = 4 M_{\rm top}^2$。2011 年曾报道在 $325\,\mathrm{GeV}$ 和 $245\,\mathrm{GeV}$ 处存在一定的事例超出，但未在 2012 年的实验中得到证实。此外，我们考虑了一种特定的顶夸克凝聚相对论模型，该模型表明两个二重简并的 Higgs 玻色子可能贡献于 Nambu 求和规则，这给出 $125\,\mathrm{GeV}$ Higgs 玻色子的 Nambu 伴侣质量约为 $210\,\mathrm{GeV}$。我们还讨论了凝聚态物理对标准模型的其他可能启示，如隐藏对称性（其中轻 Higgs 作为准 Nambu-Goldstone 模出现）以及时间反演对称性破缺的作用。