nayden-bozon-higgsa_1

Учені, що працюють на Великому адронном коллайдере (БАК), заявили про виявлення частки, що відповідає параметрам бозона Хиггса. Це може стати одним з найбільших наукових відкриттів XXI століття. Адже знайдена зовсім незвичайна загадкова частка

Найбільше наукове відкриття XXI століття

У чому ж важливість цього елемента, на пошуки якого фізики витратили більше 40 років?

Бозон Хиггса - що це таке?

Довгі роки ця частка існувала тільки в розумах фізиків-теоретиків. Існує устояна гіпотеза про те, як улаштована більша частина Всесвіту: відомі всі частки, що формують атоми, молекули й матерію, що нас оточує; також вивчені сили, що приводять все це в рух. Ця гіпотеза одержала назву "Стандартна модель".

Проте, у цій теоретичній конструкції існує пробіл: у ній не пояснюється, яким образом всі ці частки знаходять масу. В 1964 році група із шести вчених, у яку входив фізик з Единбурга Питер Хиггс, запропонувала своє пояснення цього процесу, що одержало назву "механізм Хиггса".

nayden-bozon-higgsaЯк частки знаходять масу

По суті, маса показує, скільки речовини містить будь-який об'єкт - частка, молекула або, скажемо, собака. При відсутності маси всі елементарні частки, що формують атоми, рухалися б зі світловою швидкістю й не були б здатні сформувати матерію у Всесвіті, як ми неї представляємо

Відповідно до механізму Хиггса, Всесвіт пронизує якесь поле - поле Хиггса - яке й дозволяє часткам знайти масу. Передбачається, що взаємодія з появляющимися в цьому полі бозонами Хиггса й наділяє елементи, що рухаються, масою. Цей процес можна зрівняти зі сніжним полем, по якому не виходить швидко йти, оскільки сніг налипає на черевики й заважає йти

Як проходили пошуки бозона Хиггса?

Стандартна модель не говорить про те, якою масою володіє сам бозон Хиггса. За допомогою прискорювачів часток, таких як Великий адронний коллайдер, учені шукають цю частку серед різних елементів, у яких вона може перебувати. Відбувається це шляхом спостереження за зіткненнями субатомних часток - протонів - на швидкостях, що наближаються до швидкості світла. Ці зіткнення породжують безліч більше дрібних часток, які можуть бути виділені тільки такими путем.

Сам бозон Хиггса в чистому виді, можливо, ніколи не можна буде спостерігати, однак учені не залишали спроб відшукати його скороминущі прояви в потоці часток після зіткнень у коллайдере. Якщо він поводиться так, як припускають фізики, він повинен розпадатися на більше дрібнні тридцятилітні, що формують шлейф, що доводить його існування

Великий адронний коллайдер - не перше спорудження, що використовують для полювання за бозоном. Там же, у Європейському центрі ядерних досліджень (ЦЕРН), з 1989 по 2000 роки працював інший прискорювач - Великої електрон^-позитронний коллайдер.

У США для цих же цілей використовувався кільцевий прискорювач Теватрон, але його робота була припинена в 2011 році. 2 червня 2012 року вчені, що працювали на ньому, опублікували доповідь, висновки якого схожі з відкриттями фахівців, що проводили експерименти на БАК

Коли буде точно підтверджено, що бозон Хиггса знайдено?

Учені, що вивчають елементарні частки, здебільшого досить консервативні, коли мова заходить про те, щоб на увесь світ заявити про важливе відкриття

Якщо підкинути монету десять разів і вісім разів випаде "орел", можна зробити висновок, що вона якимсь образом заряджена. Але для того щоб заявити про це із упевненістю, що вимагається у фізику для визнання відкриття, цю монету потрібно підкинути сотні раз

Першою перешкодою є з'ясування точної маси частки: зважаючи на все, відповідь на це питання вже близький. Далі треба відповісти на наступні питання: чи веде себе бозон Хиггса так, як описується в теорії; яким образом він взаємодіє з іншими елементами і як розпадається на більше дрібні частки

Фактично це авангард світової науки, і, можливо, підтвердження всіх положень Стандартної моделі - питання не самого найближчого майбутнього

Як будуть розвиватися події далі?

Багато фізиків говорять, що остаточне підтвердження положень теорії Хиггса стало б для них розчаруванням. Звичайно, масштабні проекти, подібні БАК, реалізовувалися для одержання нових знань, і доказ існування частки в тім виді, як це описувалося в гіпотезі, стало б тріумфом розуміння фізичних процесів, однак у той же час це не так захвативающе, як спростування теорії

Якби бозон Хиггса не був знайдений, те це стало б більшим сюрпризом, і це могло б привести до революції внауке.

Проте, навіть якщо бозон Хиггса займає те місце в Стандартній моделі, про яке говорить теорія, залишається багато важливих питань. Ця теорія описує звичну нам матерію, але є підстави думати, що матерія займає в досліджуваної Вселеної лише 4%. Може статися, що пояснити природу інших її тридцятилітніх - темної матерії й темної енергії - стане складніше.

Це як у випадку з кубиком Рубика: збираєш одну його сторону - і раптом розумієш, що інші п'ять сторін перебувають у повному безладді


Невідоме