Оркестр без дирижёра. Каждый музыкант слышит не только соседа, но и отзвуки со всей сцены. Примерно так устроена идея нелокального поля Хиггса: частица «чувствует» происходящее не в одной точке, а сразу в целой области пространства. В привычной картине масса возникает, когда частицы проходят сквозь вездесущее поле Хиггса — словно ложка в мёде. Но авторы работы показали, что само это поле может быть размытым, нелокальным. Тогда его влияние набирается не от точечного толчка, а от множества одновременных взаимодействий.
Когда физики пытаются вычислить массу бозона Хиггса, теория выдаёт чудовищно большое число — на много порядков больше измеренного. Это называют проблемой иерархии: непонятно, почему реальная масса такая маленькая. Оказывается, если поле Хиггса нелокально, в расчётах появляется естественный «обрезатель». На очень больших энергиях, соответствующих крошечным расстояниям, вклад в массу резко падает. Музыкант вдруг перестаёт слышать дальние инструменты, и громкость оркестра не растёт бесконечно. В статье этот эффект связан с экспоненциальным ростом числа состояний-двойников у частицы Хиггса при высоких энергиях.
Самое интересное, что такую нелокальность можно «пощупать» на Большом адронном коллайдере. При столкновениях протонов рождаются пары фотонов или сразу несколько W- и Z-бозонов. Если поле Хиггса действительно размазано, вероятность таких событий начнёт заметно падать, когда энергия столкновения перевалит за определённый порог. Авторы предлагают искать это подавление в данных LHC — например, в рождении двух хиггсовских бозонов или в процессах с двумя W-бозонами. Такой глобальный анализ уже по силам текущим экспериментам, и он может стать новым способом охоты за устройством нашего мира.
В итоге мы возвращаемся к образу оркестра. Вместо одной ноты «масса» мы слышим аккорд, сложенный из многих одновременных вкладов. И то, что раньше казалось технической трудностью — слишком большая масса, — становится естественной гармонией размытого поля.
Если нелокальность реальна, то на очень малых расстояниях привычное понятие «точки» теряет смысл — частица перестаёт быть крошечным шариком и превращается в облачко взаимовлияний.
В романе «Конец вечности» Айзека Азимова изменения в прошлом мгновенно меняют будущее — подобно тому, как в нелокальной теории событие в одной точке сразу отзывается во всей Вселенной.