2017年9月14日晚7点，科学前沿进展名家系列讲座Ⅲ第53讲《粒子物理和宇宙学中的自发对称性破缺以及相关的重大基本物理问题》在阶一五教室如约而至。本次讲座的主讲人是中国科学院理论物理所舒菁研究员。
讲座伊始，在简短而生动的自我介绍后，舒老师先是引出了他的研究哲学，即在未来短时间内能够被探测的新物理。他强调，物理是一门实验指导的科学，没有实验真实看到的微观物质现象作支撑，理论就难下定论。紧接着，舒老师就典型粒子谱图对中微子震荡，传递相互作用的粒子，Higgs粒子与其他粒子的作用机制，通过强子对撞机进行暗物质的探索等方面作了简要介绍。
接下来，舒老师重点介绍了他本次讲座的重点内容——对称性自发破缺（SSB）。他开玩笑说自己直接从百度百科上摘抄了这个概念的基本定义同时和我们说上网搜索资料是学习研究中的有效手段，“当然，百度非常不靠谱，建议大家翻墙用google”的话语也使大家忍俊不禁。对称性自发破缺主要是指物理体系从高温到低温的过程中，或者从高能级到基态的过程中，从一个对称的体系变得不对称的过程，自发性粒子对称破缺也是自然界粒子‘相变’的有效组成。舒老师先用一个最简单的例子给我们揭示了概念。他给我们看了一支笔尖朝下直立的铅笔的示意图，在此状态下铅笔具有旋转对称性，而由于铅笔会在微扰后自发地侧倒在水平面上，倒向一边后旋转对称性消失，也就是发生了对称性自发破缺。他又紧接着介绍了物理上最经典的“墨西哥帽”模型，同理在高能处具有旋转对称性的粒子掉落后该性质消失，发生自发破缺，在此过程中可以得到拉氏量满足某种对称性，基态简并以及被扰动粒子质量为零两个重要信息，并由此引出了作为其严格数学推论的Goldstone定理，其中包含了诸多模型和假设，由此提出了电弱理论。这在一定程度上解释了Higgs粒子拥有如此重要地位的原因。所有的基本粒子都通过与Higgs粒子的相互作用获得质量，且质量大小与相互作用强弱呈正相关，简单来说，发现Higgs让我们对质量起源了解更多。
除此之外，以Higgs势能量子涨落泰勒展开式高阶项的探测为代表的“旧”物理的未知领域，这些未知被探求的潜在价值，从电子质量，Pi介子质量等现有研究我们可以得到的启示，正在进行的对SUSY粒子，Top伴随子的寻找以及目前实验上的限制范围，舒老师都一一作了简要的介绍。
讲座接近尾声，舒老师以时间顺序简要介绍了他这些年来与世界各国高校科研工作者们在复合Higgs模型理论新框架下的突破性进展，他也说在短短的一个多小时中这些对我们而言太过复杂，这个讲座的目的也是让我们对该领域的前景和困境有个大致的了解，之后可以对自己感兴趣的部分进行资料搜索和深入研究。在展望中，他又给我们梳理了一系列未来工作的脉络，从引力波暗物质到大型对撞机等实验设备的进一步建设，都是充满活力，蓬勃发展的分支方向，期待着更多新鲜血液的注入。
在最后的提问环节中，同学们都很热情，积极提问。舒老师认真作答，几轮提问过后大家仍意犹未尽。在同学的热烈掌声中，舒菁老师的讲座圆满结束。（文/任寅 图/包浩然 来源 国科大记者团）
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主讲人简介
舒菁，理论物理所研究员，北京大学学士，美国芝加哥大学博士，入选第二届青年****。研究领域主要关注量子场论，粒子物理理论和粒子宇宙学中的重大基本问题，对拓扑学模型构造，唯象学，对撞机物理，宇宙学，引力波物理以及实验基础理论,群论，设计等几乎所有的分支都有涉猎。在顶夸克前后不对称性，电弱对称性破缺起源，复合Higgs粒子模型,宇宙早期重子数不对称起源和暗物质方面都有着开创性的工作。研究范围广泛，长于和不同领域的人相互合作，在海内外拥有50多名不同的合作者，拥有良好的学术交流研究基础。国际高能物理数据库网站显示文章总计被引用2300余次(包括5篇Phys.Rev Lett.)，H因子为23。其中6篇文章工作分别被累计引用超过100余次。回国后主要关注于Higgs物理和电弱对称性破缺的起源，宇宙早期正引力波物理和探测，以及提供国内未来超级对撞机(CEPC/SPPC)建设反粒子不对称起源的重大物理意义，其中关于宇宙早期正反粒子不对称性的起源和CP破坏的一系列工作得到了国际同行专家的的极大兴趣和认可。包括发表Phys.Rev.Lett.两篇，应邀在BLV2015,SUSY2015等国际系列会议上做大会特邀报告。最近在电弱对称性破缺起源，复合Higgs粒子模型，引力波探测方面又有一系列突破性进展，受到了国际同行的高度评价。
延伸阅读：
“科学前沿进展名家系列讲座”创办于2014年9月，是中国科学院大学为本科生开设的必修课程，同时欢迎研究生与教职工参加，由中国科学院大学本科部主办，讲座召集人为周琪院士。该课程按照数学、物理、化学、生物、材料、计算机、天文、电子信息工程、环境九个专业，邀请相关科学领域的院士等知名专家开展专题讲座。通过讲述科学故事、介绍相关学科方向的科学前沿进展，让学生在本科阶段了解不同学科的科研方向与主要进展，拓宽学生的学术视野，为他们最终选择学科专业与专业方向提供丰富的判断依据。
