Higgsfältet

Higgsfältet är ett kvantfält inom Standardmodellen som ger partiklar massa genom Higgs-mekanismen. Fältet har ett icke-noll vakuumvärde, vilket leder till spontan symmetribrytning av SU(2)_L × U(1)_Y till U(1)_em. Vakuumvärdet, v, är cirka 246 GeV. Fältets potential kan beskrivas med V(φ) = μ^2 φ†φ + λ (φ†φ)^2, där μ^2 < 0 och λ > 0, vilket ger ett minimum med det icke-nollvärdet.

Genom brytningen får W- och Z-bosonerna massor via deras kopplingar till fältet: M_W = g v / 2 och M_Z = sqrt(g^2 + g'^2) v / 2. Fermionernas massor uppstår genom Yukawa-kopplingar m_f = y_f v / √2. Higgsfältet har också en egen kvanta excitation, den så kallade Higgsbosonen, vars mass är m_H = √(2λ) v och beräknas till omkring 125 GeV. Higgsbosonen observerades i proton-proton-kollisioner vid Large Hadron Collider (LHC) av experimenten ATLAS och CMS i 2012, och dess egenskaper följer i stort Standardmodellens förutsägelser.

Detta fält utgör kärnan i hur massor genereras i universum enligt modellen, men flera frågor är fortfarande öppna, bland annat naturlighetsproblemet (hierarkiproblemet) och hur Higgsfältet passar in i ny fysik utanför Standardmodellen. Forskningen kring Higgsfältet fortsätter, inklusive studier av dess samverkan och eventuella tecken på ny fysik.