Higgsove pole je teoretické energetické pole, ktoré preniká do vesmíru, podľa teórie, ktorú v roku 1964 predložil škótsky teoretický fyzik Peter Higgs. Higgs navrhol pole ako možné vysvetlenie toho, ako sa základné častice vesmíru dostali hmota, pretože v 60. rokoch nemohol štandardný model kvantovej fyziky vysvetliť dôvod samotnej masy. Navrhol, aby toto pole existovalo v celom priestore a že častice získali svoju hmotu interakciou s ním.
Objav Higgsovho poľa
Aj keď spočiatku neexistovalo experimentálne potvrdenie teórie, postupom času sa to stalo ako jediné vysvetlenie pre hmotnosť, ktoré sa všeobecne považovalo za konzistentné so zvyškom normy Model. Ako divné sa zdalo, Higgsov mechanizmus (ako sa Higgsove pole niekedy nazývalo) bol všeobecne akceptovaný medzi fyzikmi, spolu so zvyškom štandardného modelu.
Jedným z dôsledkov teórie bolo to, že Higgsove pole sa mohlo prejavovať ako častice, podobne ako sa ostatné polia v kvantovej fyzike prejavujú ako častice. Táto častica sa nazýva Higgsov bozón. Detekcia Higgsovho bozónu sa stal hlavným cieľom experimentálnej fyziky, problém však spočíva v tom, že teória v skutočnosti nepredpovedala hmotnosť Higgsovho bozónu. Ak ste spôsobili zrážky častíc v urýchľovači častíc s dostatočnou energiou, mal by sa prejaviť Higgsov bozón, ale bez vedomia masy, ktorú hľadali, si fyzici neboli istí, koľko energie by potrebovalo ísť do kolízie.
Jednou z hnacích nádejí bolo, že Large Hadron Collider (LHC) bude mať dostatok energie na generovanie Higgsa experimentálne, pretože bol silnejší ako akékoľvek iné urýchľovače častíc, ktoré boli predtým vyrobené. Fyzici z LHC 4. júla 2012 oznámili, že našli experimentálne výsledky v súlade s Higgsovým bozónom, na potvrdenie tohto stavu a na stanovenie rôznych fyzikálnych vlastností Higgsov sú však potrebné ďalšie pozorovania bozón. Dôkazy na podporu tohto tvrdenia sa rozšírili do tej miery, že Nobelova cena za fyziku za rok 2013 bola udelená Peterovi Higgsovi a Francois Englertovi. Keď fyzici určujú vlastnosti Higgsovho bozónu, pomôže im to lepšie pochopiť fyzikálne vlastnosti samotného Higgsovho poľa.
Brian Greene na Higgsovom poli
Jedným z najlepších vysvetlení oblasti Higgs je toto od Briana Greena, predstavené v epizóde PBS z 9. júla. “ Charlie Rose Show, keď sa objavil v programe s experimentálnym fyzikom Michaelom Tuftsom, aby prediskutoval ohlásený objav Higgsovho bozónu:
Hmota je odpor, ktorý objekt ponúka zmene rýchlosti. Berieš bejzbal. Keď ho hádzate, vaša ruka cíti odpor. Výstrel, cítite ten odpor. Rovnaký spôsob pre častice. Odkiaľ pochádza odpor? A bola predložená teória, že priestor bol možno vyplnený neviditeľnými „vecami“, neviditeľnými melasové „látky“ a keď sa častice pokúšajú pohybovať melasou, cítia odpor, a lepivosť. Je to tá lepkavosť, odkiaľ pochádza ich masa... To vytvára hmotu ...
... sú to nepolapiteľné neviditeľné veci. Nevidíte to. Musíte nájsť spôsob, ako k nemu získať prístup. A návrhom, ktorý teraz prináša ovocie, je, že ak narazíte protóny spolu, ďalšie častice pri veľmi vysokých rýchlostiach, čo sa deje pri Large Hadron Collider... rozbíjate častice spolu pri veľmi vysokých rýchlostiach, niekedy môžete oklamať melasu a niekedy vyhodiť malú škvrnu melasy, čo by bola Higgsova častica. Ľudia hľadali tú malú škvrnu častice a teraz to vyzerá, akoby sa našlo.
Budúcnosť Higgsovho poľa
Ak sa výsledky z LHC vysunú, potom, keď určíme povahu Higgsovho poľa, získame ucelenejší obraz o tom, ako sa kvantová fyzika prejavuje v našom vesmíre. Konkrétne získame lepšie pochopenie hmoty, čo nám môže zase pomôcť lepšie pochopiť gravitáciu. V súčasnosti štandardný model kvantovej fyziky nezohľadňuje gravitáciu (hoci úplne vysvetľuje ten druhý)základné sily fyziky). Toto experimentálne vedenie môže pomôcť teoretickým fyzikom zdokonaliť sa v teórii kvantová gravitácia ktoré sa vzťahujú na náš vesmír.
Môže dokonca pomôcť fyzikom pochopiť záhadnú hmotu v našom vesmíre, nazývanú temná hmota, ktorú nie je možné pozorovať iba pomocou gravitačného vplyvu. Alebo prípadne lepšie pochopenie Higgsovho poľa môže poskytnúť určité pohľady na odpudivú gravitáciu demonštrovanú pomocou temná energia ktoré zrejme prenikajú do nášho pozorovateľného vesmíru.