“真空衰变”到底多可怕？
魅力科学君 ｜ 2025-05-26

大家好，我是魅力科学君，今天我们来聊一下“真空衰变”（Vacuum decay）——这是科学家根据量子场论推测出的一种有可能会发生的现象。

点 击 图 片 看 原 图

简单来讲，量子场论是现代物理学中用于描述微观世界的一种理论框架，它结合了量子力学、狭义相对论和经典场论的概念，用于解释基本粒子及其相互作用的本质。

该理论认为，场是宇宙中最基本的存在，而基本粒子则是场的量子激发，每一种基本粒子，都对应一种特定的场（如电子对应电子场、光子对应电磁场，夸克对应夸克场），这些场在宇宙中无处不在，就算是在真空中也不例外，只过根据理论上的预测，真空中的场都应该处于基态，也就是能量最低状态。

然而科学家却发现，真空中有一种场似乎并没有处于基态。这种场就是“希格斯场”（Higgs field），它是一种能够赋予基本粒子质量的场，其量子激发产生的基本粒子是“希格斯玻色子”（Higgs boson），从理论上来讲，通过“希格斯玻色子”和顶夸克的质量，就可以计算出“希格斯场”的能量状态。

在研究工作中，科学家测量出了“希格斯玻色子”和顶夸克的质量分别约为125.18GeV和173.1GeV，并据此计算出了“希格斯场”的能量曲线，结果发现，真空中的“希格斯场”没有像理论预测中的那样处于能量最低的基态，而是处于能量相对更高的亚稳态。

点 击 图 片 看 原 图

需要知道的是，宇宙万物都会自发地趋向于能量最低的状态（因为最低的能量状态就是最稳定的状态），这也被称为“能量最低原理”，“希格斯场”当然也会遵循这种规律。