El campo de Higgs es el campo teórico de la energía que impregna el universo, según la teoría presentada en 1964 por el físico teórico escocés Peter Higgs. Higgs sugirió el campo como una posible explicación de cómo las partículas fundamentales del universo llegaron a tener masa, porque en la década de 1960 el Modelo Estándar de física cuántica en realidad no podía explicar la razón de la masa misma. Propuso que este campo existiera en todo el espacio y que las partículas ganaran masa al interactuar con él.
Descubrimiento del campo de Higgs
Aunque inicialmente no hubo una confirmación experimental de la teoría, con el tiempo llegó a verse como la única explicación para la masa que fue ampliamente vista como consistente con el resto del Estándar Modelo. Por extraño que parezca, el mecanismo de Higgs (como a veces se llamaba el campo de Higgs) fue generalmente aceptado ampliamente entre los físicos, junto con el resto del Modelo Estándar.
Una consecuencia de la teoría fue que el campo de Higgs podía manifestarse como una partícula, de la misma manera que otros campos de la física cuántica se manifiestan como partículas. Esta partícula se llama bosón de Higgs. La detección del bosón de Higgs se convirtió en un objetivo principal de la física experimental, pero el problema es que la teoría en realidad no predijo la masa del bosón de Higgs. Si causó colisiones de partículas en un acelerador de partículas con suficiente energía, el bosón de Higgs debería manifestarse, pero sin saber la masa que estaban buscando, los físicos no estaban seguros de cuánta energía necesitaría ingresar colisiones
Una de las esperanzas de conducir era que el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) tendría suficiente energía para generar Higgs bosones experimentalmente ya que era más poderoso que cualquier otro acelerador de partículas que se hubiera construido antes. El 4 de julio de 2012, los físicos del LHC anunciaron que encontraron resultados experimentales consistentes con el bosón de Higgs, aunque se necesitan más observaciones para confirmar esto y determinar las diversas propiedades físicas del Higgs bosón La evidencia en apoyo de esto ha crecido, en la medida en que el Premio Nobel de Física 2013 fue otorgado a Peter Higgs y Francois Englert. A medida que los físicos determinen las propiedades del bosón de Higgs, les ayudará a comprender mejor las propiedades físicas del campo de Higgs.
Brian Greene en el campo de Higgs
Una de las mejores explicaciones del campo de Higgs es esta de Brian Greene, presentada en el episodio del 9 de julio de PBS ' Charlie Rose Show, cuando apareció en el programa con el físico experimental Michael Tufts para discutir el descubrimiento anunciado del bosón de Higgs:
La masa es la resistencia que ofrece un objeto para cambiar su velocidad. Tomas una pelota de béisbol. Cuando lo lanzas, tu brazo siente resistencia. Un shotput, sientes esa resistencia. Lo mismo para las partículas. ¿De dónde viene la resistencia? Y se planteó la teoría de que tal vez el espacio estaba lleno de "cosas" invisibles, un invisible "cosas" parecidas a la melaza, y cuando las partículas intentan moverse a través de la melaza, sienten una resistencia, un pegajosidad. Es esa pegajosidad de donde proviene su masa... Eso crea la masa ...
... Es una cosa invisible difícil de alcanzar. No lo ves Tienes que encontrar alguna forma de acceder. Y la propuesta, que ahora parece dar frutos, es si se juntan protones, otras partículas, a velocidades muy, muy altas, que es lo que sucede en el Gran Colisionador de Hadrones... golpeas las partículas juntas a velocidades muy altas, a veces puedes sacudir la melaza y a veces sacar una pequeña mota de melaza, que sería una partícula de Higgs. Entonces, la gente ha buscado esa pequeña partícula de partícula y ahora parece que se ha encontrado.
El futuro del campo de Higgs
Si los resultados del LHC funcionan, entonces a medida que determinamos la naturaleza del campo de Higgs, obtendremos una imagen más completa de cómo se manifiesta la física cuántica en nuestro universo. Específicamente, obtendremos una mejor comprensión de la masa, lo que, a su vez, puede darnos una mejor comprensión de la gravedad. Actualmente, el modelo estándar de física cuántica no tiene en cuenta la gravedad (aunque explica completamente el otrofuerzas fundamentales de la física). Esta guía experimental puede ayudar a los físicos teóricos a afinar una teoría de gravedad cuántica eso se aplica a nuestro universo.
Incluso puede ayudar a los físicos a comprender la misteriosa materia en nuestro universo, llamada materia oscura, que no se puede observar excepto a través de la influencia gravitacional. O, potencialmente, una mayor comprensión del campo de Higgs puede proporcionar algunas ideas sobre la gravedad repulsiva demostrada por el energía oscura eso parece impregnar nuestro universo observable.