¿Hay un campo de Higgs presente en todas partes del universo?

Una vez leí un artículo interesante sobre este tema, aquí está.

Desafortunadamente, lo que la mayoría de la gente ha escuchado sobre el bosón de Higgs es engañoso.

El problema es la metáfora de la “sala abarrotada”. La historia cuenta que el Higgs funciona como tratar de caminar por una habitación llena de gente: una persona interesante (partícula masiva) encontrará que la multitud se agrupa alrededor de ellos, por lo que se hace más difícil progresar, mientras que una persona menos interesante (menos masiva o sin masa) partícula) será más fácil viajar a través de la multitud.

Esta metáfora da a la gente la impresión de que cada uno de nosotros está rodeado por un mar invisible de partículas, como una multitud invisible que nos empuja constantemente.

La gente queda muy impresionada con la idea de algunas cosas invisibles y recién descubiertas que se extienden por todas partes y lo rodean todo. La cuestión es que esto realmente no es la parte única del Higgs. De hecho, ¡cada partícula fundamental funciona así!

En física, describimos el comportamiento de partículas fundamentales (como el Higgs, pero también todo, desde electrones hasta fotones) con un marco llamado teoría cuántica de campos . En la teoría del campo cuántico, cada partícula tiene un campo correspondiente, y cada campo se extiende a todas partes, en todo el espacio y el tiempo. Hay un campo de electrones, y el campo de electrones está absolutamente en todas partes. La captura es, la mayoría de las veces, la mayoría de estos campos están en cero. El campo de electrones le dice que hay cero electrones en una región genérica del espacio.

Las partículas son ondas en estos campos. Si el campo de electrones se tambalea un poco más de lo normal en alguna parte, eso significa que hay un electrón allí. Si se tambalea un poco más bajo de lo normal, entonces es un anti-electrón.

(Nota: esta es una forma muy rápida y flexible de describir cómo funciona la antimateria, no lo tome por más de lo que vale).

Cuando el campo de Higgs se ondula, obtienes una partícula de Higgs, la descubierta en el LHC. La “multitud” que nos rodea no son estas ondas (que son raras y difíciles de crear), sino el campo en sí, que nos rodea de la misma manera que cualquier otro campo.

Con todo lo dicho, hay una diferencia entre el campo de Higgs y otros campos. El campo de Higgs es el único campo que hemos descubierto (hasta ahora) que generalmente no es cero. Esto se debe a que el Higgs es el único campo que hemos descubierto que puede ser algo distinto de cero.

La simetría es un principio fundamental en la física. En su forma más simple, la simetría es la idea de que nada debe ser especial sin una buena razón . Una consecuencia es que no hay direcciones especiales. Arriba, abajo, derecha, izquierda, a las leyes de la física no les importa cuál elijas. Solo la presencia de algún objeto (como la Tierra) puede hacer que las diferencias como arriba versus abajo sean relevantes.

¿Qué tiene eso que ver con los campos?

Piensa en un campo magnético. Un campo magnético tira en una dirección específica.

Hasta aquí todo bien.

Ahora imagine un campo magnético en todas partes . ¿Hacia dónde apuntaría? Si fuera curvado como el de la imagen, ¿qué sería curvado?

No hay una buena elección. Cualquier elección seleccionaría una dirección, haciéndola especial. Pero nada debe ser especial sin una buena razón, y a menos que haya un objeto ahí fuera que libere este enorme campo magnético, no habrá una buena razón para que se señale de esa manera. Debido a eso, el valor predeterminado del campo magnético en todo el espacio debe ser cero.

Puede hacer un argumento similar para campos como el campo de electrones. Es aún más difícil imaginar una forma para que los electrones estén en todas partes y no escojan una dirección “especial”.

Sin embargo, el Higgs es especial. El Higgs es lo que se conoce como un campo escalar . Eso significa que no tiene una dirección. En cualquier punto específico es solo un número, una cantidad escalar . El Higgs no tiene que ser cero en todas partes porque incluso si no lo es, no se señala ninguna dirección especial.

Un poco menos emocionante que los fantasmas, ¿eh?

El Higgs es especial porque es el primer campo escalar fundamental que hemos podido detectar, pero probablemente haya otros. La mayoría de las explicaciones de la inflación cósmica, por ejemplo, se basan en uno o más campos escalares nuevos. (Al igual que “la masa de las partículas fundamentales” es solo un número, “la tasa de inflación del universo” también es solo un número, y también puede estar cubierto por un campo escalar).

No es especial solo porque está “en todas partes”, e imaginarlo como un montón de partículas invisibles que se mueven a su alrededor no lo llevará a ningún lado útil.

Espero que esto ayude.

El campo de Higgs es un campo de energía que se cree que existe en todas partes del universo. El campo está acompañado por una partícula fundamental llamada bosón de Higgs, que el campo usa para interactuar continuamente con otras partículas. A medida que las partículas pasan a través del campo, reciben “masa” y, de forma similar a un objeto que pasa a través de melaza (melaza), se volverán más lentas y no podrán viajar a la velocidad de la luz porque tienen masa.

La masa en sí no es generada por el campo de Higgs: la creación de materia o energía entraría en conflicto con las leyes de conservación. Sin embargo, la masa se “da” a las partículas del campo de Higgs a través de los bosones de Higgs, que contienen la masa relativa en forma de energía. Una vez que el campo ha dotado a una partícula antes sin masa, la partícula se ralentiza porque se ha vuelto más pesada.

Si el campo de Higgs no existiera, las partículas no tendrían la masa requerida para atraerse entre sí y flotarían libremente a la velocidad de la luz. Además, la gravedad no existiría porque la masa no estaría allí para atraer otra masa.

El proceso de dar una masa de partículas se conoce como el efecto Higgs . Este efecto transferirá masa o energía a cualquier partícula que la atraviese. La luz que la atraviesa gana energía, no masa, porque es una onda.

Fuente: Wikipedia

Sí, se teoriza que existe en todo el universo que, bajo condiciones especiales, rompe las propiedades de simetría y da masa a partículas sin masa como los bosones W.

Respuesta simple Sí, existe en todas partes.