基本粒子可以分为两大类:自旋为半整数的费米子(fermion)和自旋为整数的玻色子(boson)。费米子是构成物质“实体”的粒子,也称之为物质粒子,而玻色子则传递基本相互作用,也可称为载力粒子。
然而在标准模型建立过程中,有一个问题却一直困扰着科学家:按照标准模型理论,基本粒子并没有质量,但实验结果却又清楚表明,除了光子以外的基本粒子都是有质量的。
1964年,希格斯等人提出了“希格斯机制”的概念,在理论上解决了这个问题。希格斯们认为宇宙间遍布“希格斯场”,基本粒子在与希格斯场的相互作用下获得了质量,而形成希格斯场的就是一种新的粒子,被命名为希格斯粒子。
根据对希格斯粒子性质的预言,希格斯粒子的自旋为零,是一种玻色子,所以又把希格斯粒子称为希格斯玻色子。
希格斯理论提出,在宇宙诞生的最初,并没有希格斯粒子的存在,其他的各种基本粒子都如光子一般,以光速横冲直撞。宇宙诞生十几秒后,希格斯粒子诞生,形成了“希格斯场”。除了光子,其他的基本粒子与希格斯粒子发生碰撞后,就如同轻巧的棉花吸饱了水分一般,获得了质量,而速度就慢下来了。
慢下来的基本粒子“夸克”在强相互作用下,抱团组成了质子、中子等粒子,质子和中子又组成了原子核,原子核与电子在电磁力作用下又形成了原子,原子构成分子,由此形成了我们所见到的大千世界。