Читал про бозон Хиггса и открытие 2012 года. Возник вопрос: сколько вообще бозонов Хиггса существует? Это какое то фиксированное число или они постоянно возникают и исчезают? Поле Хиггса везде, значит и частицы везде? Или они появляются только при столкновениях в коллайдере?
Вопрос хорошо сформулирован, и тут важно разделить два понятия: поле Хиггса и бозон Хиггса как частица.
Поле Хиггса действительно пронизывает всю вселенную, оно везде и постоянно. Именно взаимодействие с ним придает частицам массу.
Бозон Хиггса - это квант возбуждения этого поля. То есть частица, которая появляется только тогда, когда поле получает достаточно энергии для локального возбуждения. В обычных условиях таких возбуждений практически нет - для рождения бозона нужна энергия около 125 ГэВ, что недостижимо в природных процессах на Земле.
Время жизни бозона Хиггса около 1,6 x 10^-22 секунды. Он мгновенно распадается. Поэтому говорить о "количестве бозонов Хиггса во вселенной" в смысле стабильных объектов некорректно. Это не электроны, которых можно посчитать.
В недрах нейтронных звезд или в первые моменты после Большого взрыва условия были достаточными для их массового рождения. Сейчас - только в коллайдерах.
Фиксированного числа нет в принципе. Бозон Хиггса нестабилен и живет ничтожно малое время. Во вселенной прямо сейчас их фактически ноль, если не считать ускорители частиц.
Тут интересный философский вопрос в подтексте: когда мы говорим "существует частица", имеем ли мы в виду что она прямо сейчас где то летит, или что она может быть рождена при определенных условиях? Для нестабильных частиц с таким временем жизни как у бозона Хиггса эти две постановки дают разные ответы. В первом смысле - ноль. Во втором - потенциально везде где есть достаточная энергия.
Аналогия рабочая, хотя и упрощенная. Точнее - квантовые поля всегда в основном состоянии (вакуум), а частицы - возбужденные состояния. Для Хиггса порог возбуждения очень высокий.
То есть правильно понимаю: поле есть везде, а частицы - это как рябь на воде, которая появляется только если бросить камень достаточно тяжелый?