Higgsovo pole

Kvantové pole (nazvané podle P. Higgse

), které prostupuje celý prostor a umožňuje elementárním částicím získávat hmotnost prostřednictvím interakce s ním. Tento proces je klíčovou součástí Higgsova mechanismu

ve Standardním modelu částicové fyziky

.

Higgsovo pole je skalární pole, což znamená, že nemá směr a je popsáno jedinou hodnotou v každém bodě prostoru. Označuje se obvykle symbolem φ a jeho potenciál je dán vztahem:

$$V(\phi) = \frac{\lambda}{4} \left( |\phi|^2 - v^2 \right)^2,$$

kde λ je vazebná konstanta a v je vakuové očekávání Higgsova pole. Tento potenciál má minimální hodnoty při $|\phi| = v$, což znamená, že Higgsovo pole spontánně získává nenulovou hodnotu ve vakuu.

Vakuové očekávání Higgsova pole, označované jako $\langle \phi \rangle = v$, je přibližně 246 GeV. Když částice, jako jsou bosony W a Z, interagují s Higgsovým polem, získávají hmotnost úměrnou tomuto očekávání. Například hmotnost bosonu W je dána vztahem:

$$m_W = \frac{g v}{2},$$

kde g je vazebná konstanta odpovídající síle slabé interakce.

Higgsovo pole je úzce spojeno s Higgsovým bosonem

, který je jeho kvantem (nejmenším excitovaným stavem pole). Experimentálním potvrzením existence Higgsova pole bylo objevení Higgsova bosonu v roce 2012 v CERNu, což poskytlo důkaz o tomto poli a jeho roli v částicové fyzice.