No início da década de 1970, a ideia de um bóson escalar massivo como a pedra angular de um modelo teórico unificado das interações fracas e eletromagnéticas ainda precisava se ancorar em um campo que ainda estava aprendendo a conviver com o que hoje conhecemos como padrão. modelo de física de partículas. À medida que os vários avanços da década consolidaram gradualmente esse arcabouço teórico, o campo de Brout–Englert–Higgs (BEH) e seu bóson emergiram como o modelo teórico mais promissor para explicar a origem da massa.
Na década de 1960, havia notavelmente poucas citações dos artigos de Sheldon Glashow, Abdus Salam e Steven Weinberg sobre a teoria das interações unificadas fracas e eletromagnéticas. Tudo isso mudou, no entanto, em 1971 e 1972 quando, em Utrecht, Gerard 't Hooft e Martinus Veltman (um ex-funcionário do CERN) provaram que as teorias de calibre empregando o mecanismo de Brout-Englert-Higgs para gerar massas para bósons de calibre são renormalizáveis, e, portanto, são matematicamente consistentes e podem ser usados ​​para fazer cálculos confiáveis ​​e precisos para as interações fracas. Esse avanço foi amplamente divulgado em uma palestra influente de Benjamin Lee, do Fermilab, durante a conferência ICHEP realizada lá em 1972, na qual ele falou longamente sobre os "campos de Higgs".

Encorajada, em particular, pelos teóricos do CERN Jacques Prentki e Bruno Zumino, a colaboração de Gargamelle priorizou a busca por interações de corrente neutra fraca no feixe de neutrinos do CERN, e seu representante Paul Musset apresentou a primeira evidência direta para eles em um seminário no CERN sobre 19 de julho de 1973. Este primeiro suporte experimental para a unificação das interações eletromagnética e fraca atraiu grande interesse e escrutínio, mas foi geralmente aceito dentro de alguns meses. A descoberta da corrente neutra convenceu os físicos de que o modelo padrão nascente estava no caminho certo. O ex-diretor-geral do CERN, Luciano Maiani, citado em um artigo do CERN Courier de 2013, coloca assim:"No início da década, as pessoas geralmente não acreditavam em uma teoria padrão, embora a teoria tivesse feito tudo. A corrente neutra os sinais mudaram isso. A partir de então, a física de partículas teve que testar a teoria padrão."

O próximo avanço veio em 1974, quando dois grupos experimentais trabalhando nos Estados Unidos, liderados por Sam Ting em Brookhaven e Burt Richter no SLAC, descobriram uma ressonância vetorial estreita, o J/psi, com decaimentos proeminentes em pares lépton-antilépton. Muitas interpretações teóricas foram propostas, que nós do CERN discutimos por telefone em seminários animados à meia-noite com Fred Gilman no SLAC (quase 40 anos antes do Zoom!). A interpretação vencedora foi que o J/psi era um estado ligado do quark charm e seu antiquark. A existência deste quarto quark havia sido proposta por James Bjorken e Sheldon Glashow em 1964, e seu uso para suprimir interações fracas neutras de mudança de sabor havia sido proposto por Glashow, John Iliopoulos e Maiani em 1970. cientista visitante do CERN), Jon Rosner e Lee escreveram um artigo influente sobre a fenomenologia do charme em 1974, e os experimentos gradualmente se alinharam com suas previsões, com a confirmação final em 1976.

A atenção da maioria das comunidades teóricas e experimentais foi então atraída para a busca dos bósons vetoriais massivos W e Z responsáveis ​​pelas interações fracas. Isso motivou a construção de colisores de hádrons de alta energia e levou à descoberta dos bósons W e Z no CERN em 1983 por uma equipe liderada por Carlo Rubbia.

No entanto, pareceu a Mary K. Gaillard, Dimitri Nanopoulos e a mim no CERN que a questão-chave não era a existência de bósons vetoriais fracos massivos, mas sim a do bóson escalar de Higgs que permitia que o modelo padrão fosse fisicamente consistente e matematicamente calculável. Na época, o número de trabalhos sobre a fenomenologia do bóson de Higgs podia ser contado nos dedos de uma mão, então nos propusemos a descrever seu perfil fenomenológico com algum detalhe, abrangendo uma ampla gama de massas possíveis. Entre os mecanismos de produção que consideramos estava a possível produção do bóson de Higgs em associação com o bóson Z, que gerou considerável interesse nos dias do LEP 2. Entre os modos de decaimento de Higgs que calculamos estava o de um par de fótons. Esse canal distinto é particularmente interessante porque é gerado por efeitos quânticos (diagramas de loop) no modelo padrão.

Apesar de nossa convicção de que algo como o bóson de Higgs tinha que existir, nosso artigo terminou com uma nota de advertência um tanto irônica:ter certeza de seus acoplamentos com outras partículas, exceto que provavelmente são todas muito pequenas. Por essas razões, não queremos incentivar grandes pesquisas experimentais para o bóson de Higgs, mas achamos que as pessoas que realizam experimentos vulneráveis ​​​​ao bóson de Higgs devem saber como isso pode acontecer."

Essa cautela ocorreu em parte porque os físicos seniores da época (Dimitri e eu tínhamos menos de 30 anos na época) consideravam as ideias em torno da quebra de simetria eletrofraca e o bóson de Higgs com olhos bastante ictéricos. No entanto, com o passar do tempo, os maciços W e Z foram descobertos, a existência ou não do bóson de Higgs surgiu na agenda experimental, e nenhuma sugestão teórica alternativa plausível para a existência de algo como o bóson de Higgs emergiu. Os experimentalistas, primeiro no LEP e depois no Tevatron e no LHC, concentraram-se cada vez mais nas pesquisas do bóson de Higgs como o bloco de construção final do modelo padrão, culminando na descoberta em 4 de julho de 2012. + Explorar mais

Concentrando-se na interação do bóson de Higgs com o quark charm