Представьте себя на самом микроскопическом масштабе. Вы будете состоять не из органов или клеток, а из ничтожно малых частиц. Они вертятся и крутятся в диком танце, наделяя вас, помимо всего прочего, массой. И это ключевой вопрос: откуда берется масса?
1. 48 лет
Еще в далеком 1964 году 3 физика заговорили о так называемом поле масс. Это были Ф. Энглер, Р. Браут, П. Хиггс. Конечно, они не единственные, но, в итоге, внесли ключевой вклад в теорию.
Эта идея связана с тем, что какие-то элементарные частицы имеют массу, а какие-то – нет. Почему же так происходит? Как предполагалось, все дело в особенном поле, проходя сквозь которое частицы обретают массу. Понадобилось около 48 лет, чтобы обнаружить данное поле. Это случилось в 2012 году.
2. Стандартная модель
В физике есть так называемая стандартная модель. В ее сути – описание сильного, слабого и электромагнитного взаимодействия. Она не охватывает гравитацию, темное вещество и темную энергию, поэтому есть еще над чем работать.
Эта теория описывает аж 61 элементарную частицу и говорит о том, что всё наблюдаемое вещество состоит из 12 полей. Углубляться не будем, так как для неподготовленного человека это не так просто.
Здесь предполагается, что имеется 12 фермионов (частицы данных полей) и 12 бозонов (которые передают эти взаимодействия). Но для полной картины не хватало частицы, ответственной за массу. Она и была обнаружена на ЦЕРНе.
3. Частица Бога
Нобелевский лауреат Ледерман предложил назвать бозон Хиггса «частицей дьявола», но редакторам его книги больше пришлось по душе наименование «частица Бога».
Да и сами авторы предсказания в 2013 году получили «Нобелевку» - Питер Хиггс и Франсуа Энглер. Видимо, открытие действительно серьезное, раз о нем так громко говорят.
И с этим сложно спорить: оно объясняет, откуда у бозонов (передатчиков взаимодействий) берется или отсутствует масса.
4. Океан
Проще всего понять поле Хиггса представив бескрайний океан.
Если вы, например, водомерка, то наличие водной среды никак не замедлит ваше движение. Вы просто не почувствуете замедления.
Если вы плывете на катере, то скорость ваша будет несколько ниже, так как вы имеете контакт с водой.
В случае, когда вы нырнете в море, то и вовсе замедлитесь, так как толща океана будет тормозить ваше передвижение.
Так и в поле Хиггса: одни микрочастицы с ним взаимодействуют сильно (поэтому получают массу), а другие не имеют никакого контакта (фотоны или глюоны).
А из чего состоит океан? Если сильно упростить, то из отдельных капелек воды. Их можно сравнить с частицами данного поля – бозонами Хиггса.
5. Проблемы остались
Несмотря на то, что бозон Хиггса «закрыл» дыру в стандартной модели, остается ряд нерешенных ею вопросов. По сути, она лишь сказала «что», но не может пояснить «почему».
Например, нейтрино. По этой теории они должны иметь нулевую массу, а, по факту, ею обладают. Или, частицы темного вещества. Нет ни одного кандидата на их роль. А также, почему вещества больше чем антивещества, ведь они должны находиться в балансе.
Поэтому, физикам есть еще над чем работать.
--
Как видим, благодаря бозону Хиггса мы поняли механизм обретения массы частицами. Еще один глобальный вопрос к Вселенной закрыт. Но, постоянно появляются новые загадки, которые требуют дальнейшего разрешения. Будем следить.
Спасибо за внимание. Подписывайтесь.
