Полето Хигс е теоретичното поле на енергия, което прониква във Вселената, според теорията, изложена през 1964 г. от шотландския теоретичен физик Питър Хигс. Хигс предложи полето като възможно обяснение за това как са се появили основните частици на Вселената маса, тъй като през 60-те години Стандартният модел на квантовата физика всъщност не можеше да обясни причината за самата маса. Той предложи това поле да съществува в цялото пространство и частиците да получат своята маса, взаимодействайки с него.
Откриване на Хигсовото поле
Въпреки че първоначално не е имало експериментално потвърждение за теорията, с течение на времето това се видя като единствено обяснение за масата, която се счита за широко съвместима с останалата част от стандарта Модел. Колкото и странно да изглеждаше, механизмът на Хигс (както понякога се наричаше полето на Хигс) беше общоприет широко сред физиците, заедно с останалата част от Стандартния модел.
Едно от последствията от теорията беше, че полето на Хигс може да се прояви като частица, много по начина, по който другите полета в квантовата физика се проявяват като частици. Тази частица се нарича Хигс бозон. Откриването на бозона на Хигс се превърна в основна цел на експерименталната физика, но проблемът е, че теорията всъщност не предсказваше масата на бозона на Хигс. Ако сте причинили сблъсъци с частици в ускорител на частици с достатъчно енергия, Хигс бозонът трябва да се прояви, но без да знаят масата, която търсят, физиците не бяха сигурни колко енергия ще трябва да влезе сблъсъци.
Една от надеждите за шофиране беше, че големият адронов колайдер (LHC) ще има достатъчно енергия за генериране на Хигс бозони експериментално, тъй като е по-мощен от всички други ускорители на частици, които са били изградени преди. На 4 юли 2012 г. физиците от LHC обявиха, че откриват експериментални резултати, съответстващи на бозона на Хигс, т.е. въпреки че са необходими допълнителни наблюдения, за да се потвърди това и да се определят различните физични свойства на Хигс бозон. Доказателствата в подкрепа на това нарастват дотолкова, доколкото Нобелова награда за физика за 2013 г. е присъдена на Питър Хигс и Франсоа Енглерт. Тъй като физиците определят свойствата на бозона на Хигс, това ще им помогне да разберат по-пълно физическите свойства на самото поле на Хигс.
Брайън Грийн на полето Хигс
Едно от най-добрите обяснения на полето Хигс е това от Брайън Грийн, представено на 9 юли епизод на PBS ' Шарли Роуз Шоу, когато той се появи в програмата с експерименталния физик Майкъл Туфтс, за да обсъди обявеното откритие на бозона на Хигс:
Масата е съпротивлението, което обектът предлага да се промени скоростта му. Вземаш бейзбол. Когато го хвърлите, ръката ви усеща съпротива. Изстрел, усещате съпротивата. По същия начин за частиците. Откъде идва съпротивата? И беше изложена теорията, че може би пространството е запълнено с невидими „неща“, невидими "неща", подобни на меласа, и когато частиците се опитват да се движат през меласата, те чувстват съпротива, a лепкавост. Именно тази лепкавост е откъде идва масата им…. Това създава масата ...
... това е неуловимо невидимо нещо. Вие не го виждате. Трябва да намерите някакъв начин за достъп до него. И предложението, което сега изглежда дава плод, е ако забиете протони заедно, други частици, с много, много високи скорости, което се случва при Големия адронен колайдер... забивате частиците заедно с много висока скорост, понякога можете да премествате меласата и понякога да изхвърлите малко петънце от меласата, което би било частица на Хигс. Така че хората потърсиха тази малка частица от частица и сега изглежда, че е намерена.
Бъдещето на Хигсовото поле
Ако резултатите от LHC изчезнат, тогава, когато определяме естеството на полето на Хигс, ще получим по-пълна картина как се проявява квантовата физика в нашата Вселена. По-конкретно, ще придобием по-добро разбиране на масата, което от своя страна може да ни даде по-добро разбиране на гравитацията. Понастоящем Стандартният модел на квантовата физика не отчита гравитацията (въпреки че напълно обяснява друготоосновни сили на физиката). Това експериментално ръководство може да помогне на теоретичните физици да се усъвършенстват в теорията на квантова гравитация това важи за нашата Вселена.
Това може дори да помогне на физиците да разберат мистериозната материя в нашата Вселена, наречена тъмна материя, която не може да бъде наблюдавана, освен чрез гравитационно влияние. Или, потенциално, по-голямото разбиране на полето на Хигс може да даде някаква представа за отблъскващата гравитация, демонстрирана от тъмна енергия което сякаш прониква в нашата наблюдавана вселена.