Efek Higgs pertama kali diteorikan pada tahun 1968 oleh penulis makalah pemecahan simetri PRL. Pada tahun 1964, tiga tim menulis makalah ilmiah yang mengusulkan pendekatan yang terkait tetapi berbeda untuk menjelaskan bagaimana massa dapat muncul dalam teori gauge lokal.
Pada tahun 2013, boson Higgs, dan secara implisit efek Higgs, secara tentatif terbukti di Large Hadron Collider (dan boson Higgs ditemukan pada 4 Juli 2012). Efek ini dipandang sebagai penemuan bagian yang hilang dari Model Standar.
Menurut teori gauge (teori yang mendasari Model Standar), semua partikel pembawa gaya seharusnya tidak bermassa. Namun, partikel-partikel gaya yang memediasi gaya lemah memiliki massa. Hal ini disebabkan oleh efek Higgs, yang mematahkan simetri SU (2); (SU adalah singkatan dari kesatuan khusus, sejenis matriks, dan 2 mengacu pada ukuran matriks yang terlibat).
Simetri dari suatu sistem adalah operasi yang dilakukan pada suatu sistem, seperti rotasi atau perpindahan, yang membuat sistem secara fundamental tidak berubah. Simetri juga memberikan aturan tentang bagaimana sesuatu harus selalu bertindak kecuali jika ditindaklanjuti oleh kekuatan luar. Contohnya adalah Kubus Rubik. Jika kita mengambil kubus Rubik dan mengacak-acak kubus itu dengan membuat gerakan apa pun yang kita inginkan, masih mungkin untuk menyelesaikannya. Karena setiap gerakan yang kita buat masih menyisakan kubus Rubik yang dapat dipecahkan, kita dapat mengatakan bahwa gerakan-gerakan ini adalah 'simetri' dari kubus Rubik. Bersama-sama, mereka membentuk apa yang kita sebut kelompok simetri kubus Rubik. Membuat salah satu dari gerakan-gerakan ini tidak mengubah teka-teki, selalu membiarkannya dapat dipecahkan. Tapi, kita bisa mematahkan simetri ini dengan melakukan sesuatu seperti membongkar kubus, dan menyatukannya kembali dengan cara yang benar-benar salah. Tidak peduli gerakan apa pun yang kita coba sekarang, kubus itu tidak mungkin dipecahkan. Memecah kubus dan menyatukannya kembali dengan cara yang salah adalah 'gaya luar': Tanpa gaya luar ini, tidak ada yang kita lakukan pada kubus yang membuatnya tidak dapat dipecahkan. Simetri kubus Rubik adalah kubus itu tetap dapat dipecahkan, apa pun gerakan yang kita lakukan, selama kita tidak membongkar kubus itu.
Penciptaan boson Higgs
Cara pemecahan simetri SU(2) dikenal sebagai "pemecahan simetri spontan". Spontan berarti acak atau tidak terduga, Simetri adalah aturan yang sedang diubah, dan Pemecahan mengacu pada fakta bahwa simetri tidak lagi sama. Hasil dari pemecahan simetri SU(2) secara spontan dapat berupa boson Higgs.
Alasan untuk efek Higgs
Efek Higgs terjadi karena alam "cenderung" menuju keadaan energi terendah. Efek Higgs akan terjadi karena boson-boson gauge di dekat medan Higgs akan ingin berada dalam keadaan energi terendahnya, dan ini akan merusak setidaknya satu simetri.
Untuk membenarkan pemberian massa pada partikel yang akan menjadi tak bermassa, para ilmuwan terpaksa melakukan sesuatu yang tidak biasa. Mereka berasumsi bahwa ruang hampa (ruang kosong) sebenarnya memiliki energi, dan dengan begitu, jika sebuah partikel yang kita anggap tidak bermassa memasukinya, energi dari ruang hampa akan ditransfer ke dalam partikel itu, memberinya massa. Seorang ahli matematika bernama Jeffrey Goldstone membuktikan bahwa jika Anda melanggar simetri, (misalnya, simetri dengan kubus Rubik adalah jika Anda menyatakan bahwa sudut-sudutnya harus selalu diputar 0 atau 3 kali agar dapat dipecahkan (berhasil)), reaksi akan terjadi. Dalam kasus kubus Rubik, kubus akan menjadi tidak dapat dipecahkan jika dilanggar. Dalam kasus medan Higgs, sesuatu yang dinamai Jeffrey Goldstone (dan ilmuwan lain yang bekerja dengannya bernama Yoichiro Nambu) diproduksi, boson Nambu-Goldstone. Ini adalah bentuk vakum yang tereksitasi atau energik, yang dapat digrafikkan mengungkapkan yang ditunjukkan di atas. Ini pertama kali dijelaskan oleh Peter Higgs.
