附加质量效应与希格斯机制

刚体在无黏、不可压缩流体中加速时似乎获得了质量，这体现在附加质量张量中。游泳者、气泡、潜艇和飞艇被与之加速度成正比的相应“附加质量”力所减速，这与黏性阻力和浮力不同。在粒子物理中，原本无质量的电子、夸克、W 和 Z 玻色子穿过希格斯标量场获得编码在质量矩阵中的质量。在这篇综述文章中，我们通过各维度势流例子介绍流体力学中的附加质量效应，并利用与希格斯机制的对应 [引自 Proc. R. Soc. A471: 20140803 (2015)] 将其与 W 和 Z 玻色子如何获得质量而光子保持无质量联系起来。该对应将希格斯标量场对应于流体，希格斯场的真空期望值对应于恒定流体密度，希格斯凝聚体周围的量子涨落对应于流体中的压缩波。刚体的形状通过相应质量矩阵的特征值编码了规范对称性破缺的模式。刚体可能的加速度方向与规范李代数中的方向相关，物体中的“平坦”方向对应于无质量光子。此外，物体的对称性与标量真空流形的对称性相关。希格斯玻色子可视为绕加速物体的长波流体模式的类比。