Si el campo de Higgs está presente en todo el universo, ¿por qué no podemos usarlo para encontrar el movimiento absoluto de un objeto en relación con él?

El campo de Higgs es un campo cuántico , como todos los demás campos de partículas elementales.

Es cierto que los campos cuánticos llenan todo el espacio-tiempo, pero no son objetos físicos (a diferencia del éter hipotético a través del cual se creía originalmente que se propagaba la luz) y no se puede medir su velocidad en relación con ellos.

De hecho, la teoría cuántica de campos está específicamente formulada para ser covariante de Lorentz , por lo que los campos cuánticos se comportan de la misma manera para todos los observadores. Esto significa que no existe un marco de referencia absoluto, por lo que no existe una velocidad absoluta.

Se ha observado el bosón de Higgs, y esta observación es la piedra angular del modelo estándar de física de partículas . El modelo está validado y el campo de Higgs es parte de la construcción matemática que se ajusta a la gran mayoría de los datos de partículas hasta el presente.

Nótese la palabra modelo . Significa una teoría matemática autoconsistente con axiomas adicionales para correlacionar las matemáticas con los datos. Este modelo por construcción es covariante de Lorenz, porque los datos en física de partículas hasta ahora validan completamente la covarianza de Lorentz.

Las transformaciones de Lorenz son relativas, no existe un marco de referencia absoluto posible, y lo mismo ocurre con el campo de Higgs, que es un escalar.

Porque una constante de campo escalar a través del espacio-tiempo está en un estado invariante de Lorentz.

El campo de Higgs antes de la ruptura de la simetría es un$U(2)$campo escalar valorado, asociando a cada punto del espacio-tiempo un$U(2)$matriz.

El hecho de que sea escalar significa que no cambia bajo los impulsos y rotaciones de Lorentz, por lo que no se pueden distinguir fotogramas por el valor del campo de Higgs, que es el mismo en todos los fotogramas.

Debido a la forma de la energía potencial en SM, en el estado de mínima energía tenemos un campo de Higgs que no desaparece. Tenemos

Creo que podría ser un poco contrario a la intuición, así que iré con un ejemplo. Vayamos a la electrostática: aquí tienes un potencial escalar$\phi$, que tiene la libertad de medida$\phi\to\phi+c$, dónde$c$es una constante Ahora, suponga que, por alguna razón perversa y totalmente no física, la energía de este potencial se minimiza por un cierto valor$\phi=d$, dónde$d$es otra constante. Esta elección del potencial seguramente rompe la invariancia de calibre, pero sigue siendo invariante de Lorentz (bueno, teoría estática, invariante de Galileo, pero puedes dar un salto de imaginación aquí). Este es un ejemplo más simple de lo que está preguntando: el VEV que no se desvanece debido a la ruptura espontánea de la simetría es un escalar en esos casos, y no puede usarlo para distinguir marcos. Sin embargo, no es un escalar para transformaciones de calibre, y puede decir que está eligiendo un calibre particular para minimizar la energía.