O campo de Higgs (em homenagem a um dos físicos que contribuíram para sua teorização, Peter Higgs ), em seu nome completo campo Brout-Englert-Higgs-Hagen-Guralnik-Kibble ( campo BEHHGK ), é um campo escalar , essencial para o modelo padrão para explicar a quebra de simetria que se manifesta pelo alcance infinito da força eletromagnética e o alcance muito limitado da força fraca .
Explicamos essa diferença pelo fato de o fóton , mediador da interação eletromagnética, não interagir com o campo de Higgs, o que não é o caso dos bósons intermediários W +, W- e Z, mediadores da interação fraca . No entanto, o fóton não tem massa e os outros três bósons são pesados (cerca de 90 GeV ). Acredita-se, portanto, que a interação com o campo de Higgs seria responsável pelo surgimento da massa inercial, um valor escalar que mede a resistência das partículas à aceleração, e que na verdade afetaria todas as partículas elementares (até mesmo o neutrino , cuja oscilação de o sabor detectado em 2010 e 2011, em particular, confirma efetivamente uma massa diferente de zero).
Sendo o campo de Higgs um campo escalar (assim descrito por uma função simples ), seu bóson vetorial, o bóson de Higgs , tem spin zero.
Como todos os campos quânticos, o campo de Higgs tem sua origem no Big Bang . No entanto, ao contrário de suas contrapartes, este campo não teria um potencial mínimo no valor zero, mas para um valor diferente de zero; por exemplo, esse potencial pode ser escrito . A evolução do campo para o seu potencial inferior, por ocasião da expansão do universo, implicaria, portanto, que este último tende para este valor constante (e positivo). É por isso que os físicos falam de um valor médio de vácuo diferente de zero do campo de Higgs ou, para simplificar, o oceano de Higgs .
Para que esse campo tomasse valor zero em uma determinada parte do universo (e portanto para que a massa inercial ali desaparecesse), ele teria que ser suprido com a energia capaz de fazê-lo subir de seu poço de potencial , como foi o caso. durante o Big Bang .
Por muito tempo, os físicos se questionaram sobre a origem da inércia da matéria, que mede a força que deve ser aplicada a um objeto para lhe dar uma determinada aceleração. O campo de Higgs, intervindo através do mecanismo de Higgs , fornece uma resposta importante neste sentido, através dos experimentos realizados desde 2009 no LHC : em movimento acelerado, é o campo de Higgs que retarda os quarks que compõem os objetos que nós levantar, atirar e arremessar: A massa inercial de uma partícula, portanto, resulta de seu grau de interação com o campo de Higgs.
Assim, uma partícula sem interação com o campo de Higgs, como o fóton , tem massa zero automaticamente. Inversamente, quanto maior for essa interação, mais "pesada" será a partícula.