Ученые наконец обнаружили «частицу Бога», или бозон Хиггса

Бозон Хиггса, именуемый также «частицей бога» был одним из самых таинственных элементов Стандартной модели. Он является основой теоретической конструкции полей, названной «механизмом Хиггса» и его открытие для ученого мира было одной из важнейших задач. Однако понять, чем является эта частица, что она делает и для чего нужна, простым людям достаточно сложно.

Более пятидесяти лет исследований стали дорогой к открытию этой частицы. Ее существование было предсказано в 1964 году, однако доказать и даже обнаружить ее никак не удавалось. Большим прорывом в этой области стала постройка и запуск в работу Большого адронного коллайдера.

Что это такое — бозон Хиггса

Начать стоит с того, что в физике элементарных частиц существует некая Стандартная модель. Она не включает в себя темные материю и энергию, а также гравитацию, потому не может называться «конструкцией всего». Одной из ее неотъемлемых частей является теория Питера Хиггса, именуемая «Полем Хиггса». Хиггс предположил, что в Стандартной модели положения частиц должен существовать элемент, обеспечивающий спонтанные нарушения. Он действует на электрослабые частицы, нарушая их взаимодействия, и тем самым создавая в симметрии вакуума возмущения.

Эта предположенная учеными частица, названная бозоном Хиггса, стала квантом, то есть основой хиггсовского поля.

Как действует бозон Хиггса

Физика элементарных частиц – сложная для понимания простого обывателя вещь. Там много терминов, которые понятны только самим физикам, а потому стандартные формулировки звучат будто на другом языке. Однако можно попытаться сказать все простыми словами.

Итак, существует некое (электрослабое) поле с элементарными частицами. У этого поля есть определенные характеристики, заставляющие частицы в нем действовать определенным образом. Это поле находится в симметрии вакуума – грубо говоря, в спокойном состоянии. Когда в этом поле появляется бозон Хиггса, некоторые частицы начинают на него реагировать. Так в поле нарушается взаимодействие и происходит выход из стандартного состояния – возмущение. Поскольку бозон Хиггса отвечает за спонтанные возмущения, предсказать, как конкретно частицы на него отреагируют, нельзя, однако известно, что реакция может быть как прямой (частицы двигаются к бозону), так и косвенной (частицы ранее разобщенные, при появлении бозона начинают собираться в группы и взаимодействовать).

Все эти действия входят в принципы Стандартной модели, и «частица бога» была последней неподтвержденной его частью.

Когда открыли бозон Хиггса

Поиски последней частицы «пазла» Стандартной модели начались с момента, как Питер Хиггс предположил ее существование. За эти годы было проведено множество экспериментов на разном оборудовании, однако результата смогли достичь только после запуска Большого адронного коллайдера. И то не сразу.

В 2008 году коллайдер был запущен, но первые осторожные сообщения о возможном обнаружении «частицы бога» были сделаны в 2012 году. Ученые, занимающиеся поиском бозона Хиггса, заявили о том, что в результате их исследований была обнаружена частица, подходящая по характеристикам для бозона Хиггса. Подтверждение, что это действительно так, и теория Стандартной модели получила свое последнее доказательство, было получено только в 2013 году.

В 2015 году было обнародовано сообщение об открытии иной модели бозона, вероятно, являющейся «вторым бозоном Хиггса», существование которого предсказывается суперсимметричными расширениями конструкции Стандартной модели.