Higgsovo polje je teorijsko polje energije koje prožima svemir, prema teoriji koju je 1964. iznio škotski teorijski fizičar Peter Higgs. Higgs je predložio polje kao moguće objašnjenje kako su nastale temeljne čestice svemira masa, jer u 1960-ima Standardni model kvantne fizike zapravo nije mogao objasniti sam razlog mase. Predložio je da ovo polje postoji kroz čitav prostor i da čestice dobivaju svoju masu interakcijom s njim.
Otkriće Higgsova polja
Iako u početku nije postojala eksperimentalna potvrda za teoriju, s vremenom se to moglo vidjeti kao jedino objašnjenje za masu koja se široko smatrala dosljednom ostatku Standarda Model. Ma koliko čudno izgledalo, Higgsov mehanizam (kako se Higgsovo polje ponekad nazivalo) bio je općenito prihvaćen među fizičarima, zajedno sa ostatkom Standardnog modela.
Jedna od posljedica teorije bila je da se Higgsovo polje može manifestirati kao čestica, puno na način na koji se druga polja u kvantnoj fizici manifestiraju kao čestice. Ova se čestica naziva Higgsov bozon. Otkrivanje Higgsovog bozona postao je glavni cilj eksperimentalne fizike, ali problem je što teorija zapravo nije predvidjela masu Higgsovog bozona. Ako ste izazvali sudare čestica u akceleratoru čestica s dovoljno energije, trebao bi se manifestirati Higgsov bozon, ali a da nisu znali masu koju su tražili, fizičari nisu bili sigurni koliko će energije trebati da se unese u sudari.
Jedna od nada u vožnji bila je da će veliki hadronski sudarač (LHC) imati dovoljno energije za stvaranje Higgsa bozonski eksperimentalno, jer je bio moćniji od bilo kojeg drugog akceleratora čestica izgrađenog prije. 4. srpnja 2012., fizičari iz LHC-a objavili su da su pronašli eksperimentalne rezultate u skladu s Higgsovim bozonom, premda su potrebna dodatna zapažanja da se to potvrdi i da se utvrde razna fizička svojstva Higsa bozon. Dokazi u prilog tome postaju sve do te mjere da su Nobelovu nagradu za fiziku za 2013. dobili Peter Higgs i Francois Englert. Kako fizičari određuju svojstva Higgsova bozona, to će im pomoći da potpunije shvate fizička svojstva samog Higgsova polja.
Brian Greene na Higgsovom polju
Jedno od najboljih objašnjenja Higgsovog polja je ovo iz Briana Greena, predstavljeno 9. jula u epizodi PBS-a Charlie Rose Show, kad se pojavio na programu s eksperimentalnim fizičarem Michaelom Tuftsom kako bi razgovarao o najavljenom otkriću Higgsovog bozona:
Masa je otpor koji objekt pruža promjeni njegove brzine. Uzmeš bejzbol. Kad ga baciš, tvoja ruka osjeća otpor. Pucaj, osjetite taj otpor. Isti način za čestice. Odakle dolazi otpor? I iznesena je teorija da je možda prostor ispunjen nevidljivom "stvari", nevidljivim "stvari" nalik na melasu, a kada se čestice pokušaju kretati melasom, osjećaju otpor, a ljepljivost. To je ta ljepljivost odakle dolazi njihova masa... To stvara masu ...
... to su neuhvatljive nevidljive stvari. Ne vidite ga. Morate naći neki način da mu pristupite. A prijedlog, koji, čini se, urodi plodom, je da ako zajedno, druge čestice, udarite protone, vrlo, vrlo velikim brzinama, što se događa na velikom hadronskom sudaraču... češljete čestice zajedno pri vrlo velikim brzinama, ponekad možete pomicati melasu i ponekad ispucati malo mrlje melase, što bi bila Higgsova čestica. Dakle, ljudi su tražili onu malu mrlju čestice i sada izgleda kao da je pronađena.
Budućnost Higgsova polja
Ako se rezultati iz LHC-a poklope, kad utvrdimo prirodu Higgsovog polja, dobit ćemo cjelovitiju sliku o tome kako se kvantna fizika manifestira u našem svemiru. Točnije, steći ćemo bolje razumijevanje mase, što će nam zauzvrat možda bolje razumjeti gravitaciju. Trenutno, Standardni model kvantne fizike ne uzima u obzir gravitaciju (iako u potpunosti objašnjava drugutemeljne sile fizike). Ovo eksperimentalno vodstvo može pomoći teorijskim fizičarima da se upišu u teoriju kvantna gravitacija koja se odnosi na naš svemir.
Možda će čak pomoći fizičarima da razumiju tajanstvenu materiju u našem svemiru, koja se naziva tamna materija, a koju nije moguće promatrati osim gravitacijskim utjecajem. Ili, možda, veće razumijevanje Higgsovog polja može dati neke uvide u odbojnu gravitaciju koju pokazuje tamna energija čini se da prožima naš svemir koji se može promatrati.