У квантовій механіці маса - це взаємодія енергії з полем Гіггса... При цьому поле Гіггса - це, швидше, математичне поняття, ніж фізична категорія. Просте запитання: що відбувається між часткою і полем для того, щоб з'явилася маса?
Проблема в тому, що у квантовій механіці маса - це просто маса, стверджує Віктор Тот, університет Онтаріо.
За його словами, це параметр у рівнянні Шредінгера, що відповідає кінетичній енергії частинки. Тобто ні про яке поле Хіггса немає й мови. Тим більше про "масу" в її класичному, "ньютонівському" значенні.
Точніше кажучи, у квантовій теорії поля маса - це параметр так званого лагранжіану, математичного виразу, що описує поле; зокрема, це параметр, що характеризує кінетичну енергію поля. Навіть не математичний об'єкт.
Так, поля можуть взаємодіяти. Тобто, крім їхньої кінетичної енергії, існує також потенційна енергія, яка виникає внаслідок взаємодії: потенційна енергія, яка може перетворитися на кінетичну в результаті цієї взаємодії.
По суті, звичайне тяжіння або відштовхування, залежно від природи взаємодії. Речі прискорюються або віддаляються одна від одної, оскільки потенційна енергія перетворюється на кінетичну.
У Стандартній моделі фізики частинок наш Всесвіт і все, що в ньому знаходиться, описується за допомогою набору квантових полів. Збудження цих полів, тобто "пакети" енергії, які вони можуть нести, - а це те, що ми сприймаємо під час проведення експериментів - описуються як окремі частинки.
Квантові поля взаємодіють одне з одним. Одним із таких квантових полів є поле Хіггса. Теоретично воно має унікальну властивість: його стан із найнижчою енергією не є станом, у якому немає збуджень. Інакше кажучи, це стан, у якому присутні деякі збудження.
Відповідно, "порожній" простір (без збуджень) може розпадатися на стан із нижчою енергією, в якому присутні збудження поля Хіггса. Новий, нижчий енергетичний стан виявляється більш "істинним" вакуумом, що володіє найнижчим можливим енергетичним станом.
Однак вакуумне значення збудження поля Хіггса не тотожне нулю. Усе, що взаємодіє з полем Хіггса, ефективно взаємодіє з новим вакуумом. Така взаємодія і є енергія. Логічний прийом у тому, що енергія і маса - за певних обставин - еквівалентні. Енергія взаємодії проявляється як маса.
Але це не єдиний спосіб, за допомогою якого поля і частинки, спочатку безмасові, можуть набути маси. Далеко не так.
Наша власна маса в основному виникає зовсім не з поля Хіггса. Людське тіло складається з атомів, які, своєю чергою, складаються з електронів і атомних ядер. Ядра містять протони і нейтрони, на які припадає основна маса атома (електрони приблизно у 2000 разів легші).
Протони і нейтрони складаються з кварків, які отримують свою масу від поля Хіггса. Але на них припадає лише близько 1% маси протона або нейтрона. Решта приблизно 99% витрачаються не на взаємодію з полем Гіггса, а на взаємодію між самими кварками: сильна сила, що утримує кварки разом, вносить значну кількість позитивної енергії зв'язку, яка (знову ж таки, через еквівалентність маси та енергії) вкладатиметься в загальну інерційну масу протонів і нейтронів.
Інакше кажучи, коли в науково-популярній літературі пишеться, що поле Гіггса - це те, за допомогою чого об'єкти набувають маси, автори лукавлять. Або розписуються у своїй некомпетентності. Хоча формально "нібито" вони мають рацію.
