¿El campo de Higgs realmente explica la masa o simplemente la reformula? ¿Qué pasa con el cargo?

1. Una diferencia obvia entre las dos formas de pensar al respecto que mencionas es que, en el caso del mecanismo de Higgs, hay una excitación de partículas observable del campo asociado con él, que se descubrió recientemente. Además, cabe señalar que el mecanismo de Higgs solo se refiere a la generación masiva de algunas partículas elementales. La masa de partículas compuestas como los hadrones se debe en gran parte a interacciones fuertes, que no están relacionadas con el bosón de Higgs.
2. La idea de campos que abarcan el universo no es exclusiva del campo de Higgs. Es el principio que subyace a la teoría cuántica de campos que describe todas las partículas del modelo estándar. Le sugiero que adquiera un conocimiento profundo sobre el tema en los libros de Zee o Srednicki.
3. La razón por la que la masa es generada por el campo de Higgs se remonta a la ruptura espontánea de una simetría. No existe tal simetría que pueda explicar la generación de carga de manera similar.

Solo abordaré su primera pregunta aquí.

Para comenzar con una nota al margen, creo que la idea de que la masa es una propiedad fundamental de una partícula ha estado en terreno inestable desde que Einstein mostró la equivalencia de masa y energía. Difícilmente puedo imaginar que la gente tardó mucho en llegar a la conclusión de que la masa no puede ser una propiedad fundamental de las partículas. Hoy sabemos cómo se produce esta energía de masa: básicamente de forma similar a como una carga eléctrica gana energía en un campo eléctrico. Una diferencia es que no tenemos control sobre el campo BEH, mientras que sí lo tenemos sobre los campos electromagnéticos.

Entonces, el cambio que se produjo con el descubrimiento del bosón BEH es que descendimos por una rama del Árbol de la Fundamentalidad.$^1$. Es como vivir en un universo donde un campo eléctrico constante bastante fuerte está siempre presente y sabes por experiencia que es más difícil mover algunas partículas en una dirección que en otra.$^2$Así que atribuyes una propiedad fundamental a todas las partículas que podría ser algo así como una masa direccional. Sin embargo, no tiene idea de por qué existe esta propiedad. Y luego descubres el campo eléctrico omnipresente: descubres que tu masa direccional es simplemente la consecuencia de las partículas que se acoplan a ese campo con cierta fuerza.

En este universo hipotético, el campo BEH podría no estar siempre presente con un valor esperado de vacío distinto de cero. Digamos que podría, sin embargo, ser directamente inducido de alguna manera. Los observadores hipotéticos en este universo hipotético luego descubrirían directamente el acoplamiento del campo BEH y la ganancia de energía de las partículas asociadas con moverse a través de él. Inmediatamente podrían asociar las fuerzas de acoplamiento con las partículas.

En nuestro universo, el acoplamiento al campo electromagnético es mucho más claro y podemos observar directamente las fuerzas de acoplamiento de diferentes partículas. Contrariamente al universo hipotético de antes, el acoplamiento al campo BEH es el menos obvio en el nuestro. Así que ahora estamos a la misma altura en el Árbol de Fundamentalidad para la energía de masa que lo estamos para, por ejemplo, la energía electromagnética: el nivel de las constantes de acoplamiento. Estos son igualmente misteriosos para el campo BEH como lo son para el campo EM, en el sentido de que no sabemos por qué tienen los valores que tienen.

$^1$Me imagino que el Árbol de Fundamentalidad se parece un poco a esto .

$^2$Este es un universo completamente extraño para nosotros, por supuesto, ya que las partículas cargadas se acelerarían constantemente, pero eso no viene al caso. También dejemos fuera de consideración si la vida podría existir o no en este universo... Y si el universo mismo podría realmente existir.

Esta no es una respuesta completa a su pregunta, solo dos comentarios sobre dos puntos específicos que surgieron y que fueron demasiado largos para un comentario:

1. WRT el Higgs tiene un fondo que varía espacialmente debido a la falta de homogeneidad en el universo: es importante tener en cuenta que el campo de Higgs es MUY MASIVO cuando tiene un VEV distinto de cero (como lo hace en el universo actual). Entonces, aunque, por ejemplo, un planeta podría, en principio, crear un fondo de campo de Higgs que varía espacialmente [que puede calcularse clásicamente con una buena aproximación], el rango de la "fuerza de Higgs" es algo así como 10^{-17}m, entonces el fondo$H(r) \sim e^{-mr}/r$se corta en una distancia muy corta, dejando el campo de Higgs esencialmente constante.

2. WRT la energía de vacío del Higgs: ¡Ciertamente! El Higgs podría, en principio, contribuir a la energía del vacío y cambiar la constante cosmológica, ¡este es un aspecto del problema de la constante cosmológica! De hecho, uno de los problemas originales que personas como Anderson tuvieron con el mecanismo de Higgs fue que daría una contribución clásica demasiado grande a la constante cosmológica para ser consistente con las observaciones. La perspectiva de Weinberg (en su artículo clásico sobre el problema de la constante cosmológica) es que hoy podemos pensar en la energía del vacío del campo de Higgs como 0 (es decir:$V(H)=0$cuando$H=\langle H\rangle$, dónde$\langle H\rangle$es el veterinario de higgs hoy). Esto implica que hubo una constante cosmológica mayor en el pasado, cuando$H=0$! Sin embargo, en el pasado también hubo una mayor densidad de energía en la materia y en la radiación, y la contribución de estas dos piezas supera la contribución extraclásica a la constante cosmológica del campo de Higgs.