Nota: Esta respuesta se escribió originalmente a la pregunta “¿Cómo se ve un campo de Higgs?”. Fue redirigido a esta pregunta por el Evil Quora Bot.
Por lo general, la gente le dirá que el campo de Higgs tiene una forma de “sombrero mexicano”, pero esa es la forma del potencial del campo, no del campo en sí. El campo de Higgs está actualmente en el mínimo de este potencial de “sombrero mexicano”, pero eso no tiene nada que ver con la forma del campo. Tiene que ver con un proceso llamado ruptura espontánea de simetría , en el que el campo adquiere un valor de expectativa de vacío , que se encuentra en la parte inferior del “sombrero”.
Sin embargo, una vez que esto sucede, cuantificamos el campo alrededor de este valor de expectativa de vacío. Un campo cuántico no tiene una “forma”. Existe en todos los puntos en el espacio-tiempo, pero no tiene un valor numérico en esos puntos; más bien, tiene un operador de campo en cada punto del espacio-tiempo. Es una entidad abstracta , no algo que pueda considerarse que tiene una “forma” en cualquier significado posible de la palabra.
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Ese operador de campo, [math] \ phi (\ mathbf {x}) [/ math], cuando opera en un estado de vacío [math] | 0 \ rangle [/ math], crea un bosón de Higgs en el punto [math] \ mathbf {x} [/ math].
Si lo desea, puede imaginarse que el campo de Higgs es un “mar” uniforme de 4 dimensiones de bosones de Higgs que existen a lo largo del espacio-tiempo, apareciendo y desapareciendo al azar, pero sin una forma discernible .
En caso de que mi explicación anterior no estuviera clara, aquí hay una explicación alternativa de por qué la forma del campo de Higgs no es un “sombrero mexicano”: el potencial nos da el rango de valores que puede tomar el campo (clásico). Entonces, decir que la forma del campo de Higgs es la misma que la forma del potencial es como decir que un automóvil que baja por una montaña tiene la forma de una montaña .