Higgsi väli on Šoti teoreetilise füüsiku Peter Higgsi poolt 1964. aastal välja antud teooria kohaselt universumit läbiv teoreetiline energiaväli. Higgs soovitas väljal võimaliku selgitusena, kuidas universumi põhiosakesed tekkisid mass, sest 1960. aastatel ei suutnud kvantfüüsika standardmudel tegelikult massi enda põhjust selgitada. Ta tegi ettepaneku, et see väli eksisteeriks kogu kosmoses ja et osakesed saaksid oma massi sellega suheldes.
Higgsi välja avastamine
Ehkki teooria jaoks esialgu eksperimentaalset kinnitust ei olnud, tuli aja jooksul seda näha kui ainus seletus massile, mida peeti üldiselt ülejäänud standardiga kooskõlas olevaks Mudel. Nii kummaline kui see ka ei tundunud, aktsepteeriti Higgsi mehhanismi (nagu mõnikord kutsuti ka Higgsi välja) füüsikute seas koos ülejäänud standardmudeliga üldiselt laialdaselt.
Teooria üks tagajärg oli see, et Higgsi väli võis avalduda osakesena, nii nagu teised kvantfüüsika väljad avalduvad osakestena. Seda osakest nimetatakse Higgsi bosoniks. Higgsi bosoni tuvastamine sai eksperimentaalfüüsika peamiseks eesmärgiks, kuid probleem on selles, et teooria ei ennustanud tegelikult Higgsi bosoni massi. Kui olete põhjustanud piisavalt energiaga osakeste kiirendis osakeste kokkupõrkeid, peaks Higgsi boson avalduma, kuid teadmata otsitud massi, ei olnud füüsikud kindlad, kui palju energiat on vaja sisse minna kokkupõrked.
Üks sõiduootusi oli, et suurel hadronikollaril (LHC) on piisavalt energiat Higgsi genereerimiseks bosonid katseliselt, kuna see oli võimsam kui kõik teised osakeste kiirendid, mis varem olid ehitatud. LHC füüsikud teatasid 4. juulil 2012, et leidsid Higgsi bosoniga kooskõlas olevad katsetulemused, selle kinnitamiseks ja Higgsi erinevate füüsikaliste omaduste määramiseks on vaja täiendavaid vaatlusi boson. Selle toetuseks esitatud tõendusmaterjal on kasvanud niivõrd, kuivõrd 2013. aasta Nobeli füüsikapreemia said Peter Higgs ja Francois Englert. Kuna füüsikud määravad Higgsi bosoni omadused, aitab see neil paremini mõista Higgsi välja enda füüsikalisi omadusi.
Brian Greene Higgsi väljakul
Üks parimatest Higgsi välja selgitustest on see Brian Greene tõlge, mis esitati PBS-i 9. juuli jaos 9. juulil Charlie Rose Show, kui ta ilmus saatesse koos eksperimentaalfüüsiku Michael Tuftsiga, et arutada Higgsi bosoni väljakuulutatud avastust:
Mass on vastupidavus, mida objekt pakub kiiruse muutumisel. Sa võtad pesapalli. Kui viskate, tunneb teie käsi vastupanu. Laskesuust, tunnete seda vastupanu. Samamoodi ka osakestega. Kust tuleb vastupanu? Ja esitati teooria, et võib-olla oli ruum täidetud nähtamatu "kraamiga", nähtamatuga melassilaadsed "asjad" ja kui osakesed proovivad melassist läbi liikuda, tunnevad nad vastupanu, a kleepuvus. Nende mass pärineb just sellest kleepumisest... See loob massi ...
... see on tabamatu nähtamatu värk. Sa ei näe seda. Peate leidma viisi, kuidas sellele juurde pääseda. Ja ettepanek, mis näib nüüd vilja kandvat, on see, kui te surute prootoneid ja teisi osakesi kokku väga, väga suure kiirusega, mis juhtub suure hadronite põrkeseadmel... kui lööte osakesed kokku väga suurel kiirusel, võite mõnikord melassi liigutada ja mõnikord melassi väikese täpikese välja libistada, mis oleks Higgsi osake. Nii et inimesed on otsinud seda väikest osakese täppi ja nüüd tundub, et see on leitud.
Higgsi väljaku tulevik
Kui tulemused tulenevad LHC-st, siis saame Higgsi välja olemuse määramisel täiuslikuma pildi kvantfüüsika avaldumisest meie universumis. Täpsemalt, me saame parema arusaamise massist, mis võib omakorda anda meile parema arusaamise raskusastmest. Praegu ei arvesta kvantfüüsika standardmudel gravitatsiooni (ehkki see seletab teist täielikult)füüsika põhijõud). Need eksperimentaalsed juhised võivad aidata teoreetilistel füüsikutel süveneda teooriasse kvantgravitatsioon mis kehtib meie universumi kohta.
See võib isegi aidata füüsikutel mõista meie universumi müstilist ainet, mida nimetatakse tumeaineks ja mida saab vaadelda ainult gravitatsioonilise mõju kaudu. Või võib Higgsi välja parem mõistmine anda mõningaid teadmisi tõrjuva gravitatsiooni kohta tume energia see näib läbistavat meie vaadeldavat universumit.