Бозон Хіггса

Бозон Хіггса

У нашому суспільстві фізика елементарних частинок не так популярна, як політика або плітки про знаменитостей. Але одному з її представників все ж вдалося зібрати лаври. Йдеться, звичайно ж, про бозон Хіггса. 4 липня 2012 року команда CERN оголосила, що знайшла частку, заради якої був побудований Великий адронний коллайдер. Частка, мовляв, точно відповідає очікуванням фізиків щодо хіггсовського бозона, або як його безграмотно охрестила преса – «Частинки Бога». Бозон Хіггса відповідає за масу і розбурхує уми. Що ж це таке?

Секрет галасу в тому, що ми ще трохи наблизилися до розгадки таємниці Всесвіту або просто хочемо так думати. Інше питання, що для цього детального вивчення прийдеться побудувати ще кілька дорогих коллайдерів.
Для того щоб зрозуміти, що таке бозон Хіггса, нам доведеться звернутися до однієї з найвідоміших теорій, яка описує те, як працює Космос Стандартної моделі. Ця модель прийшла до нас у вигляді фізичних частинок, полів, які фізики поступово заповнювали будівельними блоками по мірі дослідження Всесвіту. Це відбувалося протягом століть і люди досягли в цьому істотного прогресу. Спочатку ми виявили атоми, потім протони, нейтрони і електрони і нарешті кварки і лептони. Про них докладніше пізніше.

Так, тепер можна змести всі ці фігури з дошки і здатися квантовій механіці, але фізики завзято тримаються за Стандартну модель. Багато хто з них її вже ненавидять і хочуть спростування, яке дозволить знайти більш зручну і красиву теорію, про те, як побудовано світ елементарних частинок, але поки що безуспішно. І відкриття бозона Хіггса ще більш відтягнуло ретельний перегляд Стандартної моделі. Зрештою, Стандартна модель дає нам глибоке уявлення про типи матерії і сил, ніж будь-яка інша фізична теорія. Що ви думаєте з цього приводу? Обов’язково залиште свої коментарі.

Стандартна модель була розроблена в 1970-х роках. Ось вся суть в декількох реченнях. Наш Всесвіт складається з 12 різних частинок, матерій і 4 сил. Серед цих дванадцяти частинок є 6 кварків і 6 лептонів. Кварки утворюють протони і нейтрони. А члени сім’ї лептонів включають електрон і електронне нейтрино, його нейтрально заряджений антагоніст. Вчені вважають, що лептони і кварки є нероздільними. Їх не можна розбити на більш дрібні частинки. На ряду з цими частками Стандартна модель описує чотири фундаментальні сили: гравітацію, електромагнітну, сильну і слабку взаємодію. Як теорія Стандартна модель працює добре, незважаючи на її нездатність вписатися в гравітацію. Завдяки цьому фізики передбачили існування певних частинок до того, як ті були виявлені експериментально. І ось на горизонті з’явився бозон Хіггса.

Давайте з’ясуємо, як ця частка вписується в Стандартну модель і Всесвіт в цілому. Вчені вважають, що кожна з цих фундаментальних сил має відповідну частку (або бозон), яка впливає на матерію. Це важко зрозуміти, ми звикли думати про силу як про загадковий ефір. Деякі фізики описують бозони як ваги, пов’язані «гумками» з частками матерії, яка їх породжує. Використовуючи цю аналогію, ми можемо уявити бозони, які постійно вистрілюють за допомогою «резинок» і при цьому в процесі народження сили плутаються з іншими бозонами. Вчені вважають, що у кожної з чотирьох фундаментальних сил є свої специфічні бозони. Електромагнітні поля, наприклад, передають електромагнітну силу матерії за допомогою фотона. Фізики думають, що у бозона Хіггса така сама функція, але він буде передавати масу.

Але чи може бути у матерії маса без бозона Хіггса? У Стандартній моделі – ні! Але фізики знайшли рішення – якщо у всіх частинок немає власної маси, вони отримують її, проходячи через певне поле. Це поле, відоме як поле Хіггса, по різному впливає на різні частки. Фотони можуть прослизнути непоміченими, а ось W- і Z-бозони загрузнуть в масі.

За фактом припущення існування бозона Хіггса говорить і те, що все що має масу, взаємодіє з всюдисущим полем Хіггса, яке займає весь Всесвіт і як в інших полях, описуваних Стандартною моделлю, хіггсовським потрібна своя частинка-переносник, щоб вплинути на інші частинки. Вона і отримала назву бозона Хіггса.

4 липня 2012 року вчені, які працюють на великому адронному колайдері оголосили, що відкрили частку, яка поводиться як бозон Хіггса. І тоді з’ясувалося, що бозонів, подібних до хіггсовських може бути кілька, а значить дослідження на більш високих рівнях не припиняться.

Be the first to comment

Leave a Reply

Your email address will not be published.


*