Если бозон Хиггса отвечает за придание массы, то откуда масса у него самого?

Открываем табличку с разными физическими значениями или гуглим простую фразу "масса бозона Хиггса". В ответ получаем значение примерно 125,09 ± 0,24 ГэВ/c², что соответствует 125,26±0,21 ГэВ/c² (по данным совместных измерений ATLAS и CMS).

Мы также помним, что бозон Хиггса является квантом колебания поля Хиггса, а все объекты, обладающие массой, получают её в результате прохождения через это поле. И тут получается некоторая нестыковка.

Вырисовывается всё та же проблема яйца и курицы. Понятно, что это скорее философия, но тем не менее. Пока не было яйца - не было курицы, но не было бы курицы - не было бы и яйца. Вот также оно видится и здесь.

Важно помнить, что бозон Хиггса сам по себе не “создаёт массу”. Мы видим его в экспериментах как редкое возбуждение этого поля, своего рода рябь в фундаментальной среде Вселенной. Но это не то, чтобы решало противоречие. Это лишь означает, что если у этой штуки есть масса, то оно взаимодействует с тем самым полем.

Тут целый парадокс, не хуже яйца с курицей.

В более общем смысле, существуют особые частицы, не обладающие массой - калибровочные бозоны и киральные фермионы. Эти особые частицы приобретают массу посредством механизма Хиггса. Другие типы частиц, такие как скалярные бозоны (одним из которых является бозон Хиггса), могут обладать массой сами по себе. Сами по себе, Карл. Физика не особенно вникает в проблему почему так.

Согласно теории, бозону Хиггса не нужна никакая помощь в обретении массы (на самом деле, ему нужна помощь в том, чтобы его масса не была слишком большой, но это как-нибудь в другой раз).

Математические основы массы и констант связи бозона Хиггса требуют лишь знаний по высшей математике на уровне средней школы и по сути вся логика держится на этом. Масса у бозона уже есть. И тут всё совсем сложно, если пытаться переложить математические вычисления на воображаемую нами реальность.

Бозон Хиггса уже имеет массу, но оказывается, что она была мнимой! Это означает, что мы неправильно определили массу, и после достижения минимума Хиггс имеет обычную массу. Присвоил ли себе бозон Хиггса массу от поля? Это риторический вопрос, и ответ "да" вполне допустим.

Потому в обычных источниках вы найдёте, что поле имеет ненулевое значение даже в вакууме, а форма его потенциальной энергии такова, что колебания поля вокруг этого "вакуумного уровня" требуют энергии - именно эта энергия колебаний и проявляется как масса бозона Хиггса.

Для тех, кто совсем запутался - мы пытаемся усидеть на двух стульях - сначала говорим, что бозон есть квант поля, который не участвует в придании массы, а просто это поле характеризует. Это логически подразумевает, что бозон мог бы и взаимодействовать с собственным полем. Но это как-то из рук вон.

Потому дальше мы вспоминаем, что есть бозоны, которые от природы обладают массой просто по факту их появления. Бозон Хиггса именно такой. Тут же говорим, что простое измерение его массы даёт мнимые значения, что тоже логично - ведь мы видим взаимодействие частицы с массой от природы с полем, которое массу создаёт.

В итоге мы отмечаем, что мнимая масса требуют коррекции, но бозон хитёр и коварен, а потому сама его масса появилась из-за колебания потенциальной энергии, что подводит нас к мысли энергия=масса.

Как правильно? Я не знаю, но проблема занятная. Во многом противоречие получается из-за восприятия реальности, которое как обычно не очень совпадает с математикой, а вся физика тут вылезает из математических расчётов.

Не забываем ставить лайки