Strona głównaPytania → Czy pole Higgsa jest jednorodne?

Czy pole Higgsa jest jednorodne?

Pytanie

Pyta Arek

Czy pole Higgsa jest jednorodne? Czy może być „odkształcone” przez grawitację jak czasoprzestrzeń? Czy ewentualne zaburzenia pola Higgsa nie powinny wpływać na to jak dużą masę nadaje ono cząsteczkom?

Odpowiedź

Odpowiada Mikołaj Misiak

Pole Higgsa może zostać odkształcone przez grawitację, lecz wpływ takiego odkształcenia na masy cząstek jest bardzo mały, praktycznie niemożliwy do zmierzenia w dostępnych nam obserwacyjnie polach grawitacyjnych. Odpowiednio silne pola grawitacyjne występują prawdopodobnie w centrach czarnych dziur, ale żadna informacja nie może się stamtąd wydostać. Bardzo silne pola grawitacyjne występowały również w pierwszych ułamkach sekundy po Wielkim Wybuchu, lecz ówczesna dynamika pola Higgsa (tzw. elektrosłabe przejście fazowe) była dyktowana przez zmiany temperatury następujące w konsekwencji rozszerzania się Wszechświata.

Można by też zadać inne pytanie: czy wkład pola Higgsa do lokalnej gęstości energii próżni zależy w sposób istotny od odkształceń tego pola wynikających z niejednorodności współczesnego rozkładu materii? Takie odkształcenia niekoniecznie musiałyby być wywołane grawitacyjnie. Dużo istotniejszą rolę mogłyby odgrywać bezpośrednie oddziaływania pola Higgsa z elektronami, kwarkami pierwszej generacji lub cząstkami ciemnej materii. Na to pytanie nie potrafię odpowiedzieć bez wykonania obliczenia/oszacowania. Należałoby wyznaczyć tzw. potencjał efektywny dla pola Higgsa w obecności materii, który różniłby się od wyjściowego potencjału (bez materii) o niewielką poprawkę. Następnie należałoby oszacować wpływ takiej poprawki na wkład pola Higgsa do gęstości energii próżni $\rho_{\rm vac}$. Istotne mogłyby być względne poprawki do parametrów potencjału rzędu $10^{-14}$, gdyż tego rzędu jest wielkość $\left[(\hbar c)^3 \rho_{\rm vac}\right]^{1/4}/(M_{\rm
Higgs}c^2)$.