Higso laukas yra teorinis energijos laukas, kuris skverbiasi į visatą, pagal teoriją, kurią 1964 m. Pateikė škotų teorinis fizikas Peteris Higgsas. Higgsas pasiūlė lauką kaip galimą paaiškinimą, kaip atsirado pagrindinės visatos dalelės mišios, nes 1960 m. standartinis kvantinės fizikos modelis iš tikrųjų negalėjo paaiškinti pačios masės priežasties. Jis pasiūlė, kad šis laukas egzistuotų visoje erdvėje ir kad dalelės įgautų savo masę sąveikaudamos su juo.
Higso lauko atradimas
Nors iš pradžių nebuvo eksperimentinio teorijos patvirtinimo, laikui bėgant ji atsirado kaip vienintelis masės paaiškinimas, kuris buvo plačiai laikomas suderinamu su likusiu standartu Modelis. Kad ir kaip keista, Higso mechanizmas (kaip kartais buvo vadinamas Higso laukas) buvo plačiai priimamas tarp fizikų, kartu su likusiu standartiniu modeliu.
Viena iš teorijos pasekmių buvo ta, kad Higso laukas gali pasireikšti kaip dalelė, panašiai, kaip kiti kvantinės fizikos laukai pasireiškia kaip dalelės. Ši dalelė vadinama Higso bozonu. Aptikti Higso bozoną tapo svarbiausiu eksperimentinės fizikos tikslu, tačiau problema ta, kad teorija iš tikrųjų nenumatė Higso bozono masės. Jei dalelių greitintuve sukūrėte dalelių susidūrimus su pakankamai energijos, Higso bozonas turėtų pasireikšti, tačiau nežinodami jų ieškomų masių, fizikai nebuvo tikri, kiek energijos reikės patekti į susidūrimai.
Viena iš vilčių teikiančių vilčių buvo tai, kad didelis hadronų susidūrėjas (LHC) turės pakankamai energijos, kad sugeneruotų Higgsą. bosonai eksperimentiškai, nes jis buvo galingesnis už bet kuriuos kitus anksčiau pastatytus dalelių greitintuvus. 2012 m. Liepos 4 d. LHC fizikai paskelbė, kad rado eksperimentų rezultatus, atitinkančius Higso bozoną, nors tam patvirtinti ir įvairioms Higso fizinėms savybėms nustatyti reikia papildomų stebėjimų bozonas. Tai patvirtinančių įrodymų padaugėjo tiek, kad 2013 m. Nobelio fizikos premija buvo paskirta Peteriui Higgui ir Francoisui Englertui. Kadangi fizikai nustato Higso bozono savybes, tai padės jiems išsamiau suprasti paties Higso lauko fizines savybes.
Brianas Greene'as Higgso lauke
Vienas geriausių Higso lauko paaiškinimų yra Briano Greene'o pateiktas liepos 9 d. PBS epizodas. „Charlie Rose“ šou, kai jis pasirodė programoje su eksperimentiniu fiziku Michaelu Tuftu aptarti paskelbto Higso bozono atradimo:
Masė yra pasipriešinimas, kurį daiktas siūlo, kad jo greitis pasikeistų. Jūs imate beisbolą. Kai jį išmetate, jūsų ranka jaučia pasipriešinimą. Šūvis, jūs jaučiate tą pasipriešinimą. Lygiai taip pat dalelėms. Iš kur atsiranda pasipriešinimas? Ir buvo iškelta teorija, kad galbūt erdvė buvo užpildyta nematomu „daiktu“, nematomu į melasą panašūs „daiktai“, ir kai dalelės bando judėti per melasą, jos jaučia pasipriešinimą, a lipnumas. Iš jų masės kyla lipnumas. Tai sukuria mišias ...
... tai nemandagus nematomas daiktas. Jūs to nematote. Jūs turite rasti kokį nors būdą, kaip prie jo prieiti. Ir atrodo, kad dabar neva duodamas vaisius, jei jūs labai dideliu greičiu sumušite protonus, kitas daleles, kaip tai nutinka dideliame hadronų susidūrime... jūs sukibiate daleles labai dideliu greičiu, kartais galite sušokti melasą ir kartais išstumti šiek tiek melasos, kuri būtų Higso dalelė. Taigi žmonės ieškojo to mažo dalelės dalelės ir atrodo, kad ji buvo rasta.
Higso lauko ateitis
Jei rezultatai iš LHC nesutampa, tada, kai nustatome Higso lauko pobūdį, gausime išsamesnį vaizdą, kaip kvantinė fizika pasireiškia mūsų visatoje. Tiksliau, mes įgysime geresnį supratimą apie masę, o tai, savo ruožtu, galės geriau suprasti sunkumą. Šiuo metu standartiniame kvantinės fizikos modelyje nėra atsižvelgiama į sunkumą (nors jis visiškai paaiškina kitą)pagrindinės fizikos jėgos). Šie eksperimentiniai nurodymai gali padėti teoriniams fizikams įsisąmoninti kvantinis gravitacija tai taikoma mūsų visatai.
Tai netgi gali padėti fizikams suprasti paslaptingąją materiją mūsų visatoje, vadinamą tamsiąja materija, kurios negalima pastebėti kitaip, kaip tik veikiant gravitacinei įtakai. Arba galimas geresnis Higso lauko supratimas gali suteikti tam tikrų įžvalgų apie atstumiamąjį sunkumą, kurį parodė tamsi energija tai tarsi persmelkia mūsų stebimą visatą.