Dalam deskripsi kita tentang alam semesta sekarang, setiap partikel adalah gelombang dalam medan. Contoh paling umum dari ini adalah cahaya: cahaya adalah secara simultan gelombang dalam medan elektromagnetik dan aliran partikel yang disebut foton.
Dalam kasus boson Higgs, medan datang terlebih dahulu. Medan Higgs diusulkan pada tahun 1964 sebagai jenis medan baru yang mengisi seluruh alam semesta dan memberikan massa kepada semua partikel elemen. Partikel Higgs Boson adalah gelombang dalam medan tersebut. Penemuan partikel ini membenarkan eksistensi medan Higgs.
Partikel mendapatkan massa dengan berinteraksi dengan medan Higgs; mereka tidak memiliki massa sendiri.
Ketika sebuah partikel lebih kuat berinteraksi dengan medan Higgs, maka partikel tersebut akan menjadi lebih berat. Foton, misalnya, tidak berinteraksi dengan medan ini dan oleh karena itu tidak memiliki massa. Sementara partikel elemen lainnya, termasuk elektron, quark, dan boson, memang berinteraksi dan oleh karena itu memiliki berbagai massa.
Interaksi massa dengan medan Higgs ini dikenal sebagai mekanisme Brout-Englert-Higgs yang diusulkan oleh teorisi Robert Brout, François Englert, dan Peter Higgs.
Partikel Higgs Boson tidak dapat "ditemukan" dengan menemukannya di suatu tempat, tetapi harus dibuat dalam kolisi partikel. Setelah dibuat, partikel ini akan mengalami transformasi – atau "decays" – menjadi partikel lain yang dapat dideteksi oleh detektor partikel.
Fisikawan mencari jejak-jelek dari partikel-partikel tersebut dalam data yang dikumpulkan oleh detektor. Tantangan adalah bahwa partikel-partikel ini juga dihasilkan dalam banyak proses lain, serta boson Higgs hanya muncul dalam sekitar satu di triliun kolisi LHC. Namun, analisis statistik cermat terhadap jumlah data yang sangat besar telah mengungkapkan sinyal lemah partikel tersebut pada tahun 2012.
Pada tanggal 4 Juli 2012, kooperasi ATLAS dan CMS mempublikasikan penemuan partikel baru kepada auditorium penuh di CERN.
Partikel ini tidak memiliki muatan listrik, relatif pendek hidupnya, dan mengalami pembusukan dalam cara yang sesuai dengan teori. Untuk membenarkan apakah itu benar-benar boson Higgs, fisikawan perlu memeriksa "spin" -partikel Higgs Boson adalah satu-satunya partikel yang memiliki spin nol.
Dengan mengkaji dua setengah kali lebih data, mereka menyimpulkan pada Maret 2013 bahwa, memang, beberapa jenis boson Higgs telah ditemukan.
Penemuan boson Higgs hanya awal dari perjalanan. Dalam sepuluh tahun yang lampai, fisikawan telah menguji seberapa kuat partikel ini berinteraksi dengan partikel lain, untuk melihat apakah hal itu sesuai dengan prediksi teoritis.
Kuatnya interaksi dapat diukur secara eksperimental dengan memeriksa produksi dan pembusukan boson Higgs: semakin berat sebuah partikel, maka lebih mungkin boson Higgs mengalami pembusukan menjadi atau dibuat dari itu. Interaksi dengan tau lepton ditemukan pada tahun 2016, sementara interaksi dengan quark top dan bottom pada tahun 2018.
Namun, masih banyak yang perlu dipahami tentang partikel ini yang sangat sulit.
Apakah boson Higgs satu-satunya atau ada sektor Higgs lainnya? Apakah membantu menjelaskan bagaimana alam semesta terbentuk, dengan materi menang atas antimateri? Apakah mendapatkan massa dengan berinteraksi dengan dirinya sendiri dalam cara tertentu? Dan mengapa massa yang sangat kecil, menunjukkan adanya mekanisme baru lainnya?
Mungkin partikel gelap dan partikel-partikel baru lainnya dapat ditemukan karena interaksi dengan boson Higgs.
Sepuluh tahun setelah penemuan, perjalanan telah hanya mulai berjalan.
Boson Higgs memiliki, dan akan terus memiliki, dampak pada hidup kita, dalam cara-cara yang mungkin tidak Anda bayangkan.
Itu adalah bagian dari jawaban mengapa kita – dan segala sesuatu yang kita interaksi dengan – memiliki massa, memenuhi curiositas alamiah manusia tentang alam semesta dan bagaimana itu evolusi.
Dalam pencarian partikel ini, teknologi akselerator dan detektor ditingkatkan menjadi batas, menyebabkan kemajuan dalam kesehatan, aerospace, dan lain-lain.