Как известно, Бозон Хиггса, который весьма преждевременно физики назвали "божественной частицей", был впервые обнаружен в Большом адронном коллайдере (БАК) в 2012 году. Она является частью поля, которое пронизывает все пространство и время вселенной и взаимодействует со многими другими частицами, такими, как электроны и кварки, передавая им массу.
Удивительно, но сам Бозон Хиггса в эксперименте оказался практически невесомый, хотя согласно расчетам он должен был быть на много тяжелее. В связи с этим возникает интересный вопрос: "Действительно ли в БАК был обнаружен бозон и что, если это не он?" Существует несколько предположений.
Хотя мы еще не видели тяжелых Бозонов Хиггса, ученые, работающие на БАК, продолжают сталкивать протоны в надежде отыскать спрятанные частицы.
Если все таки удастся обнаружить более тяжелые Бозоны, то это станет прецедентом для пересмотра нашего понимания Стандартной модели физики элементарных частиц, в которой окажется, что данных частиц гораздо больше, чем могут уловить современные приборы и комплекс этих взаимодействий, станет ключем ко всему, от массы в призрачных нейтрино, до конечной судьбы вселенной.
Пару слов о Бозоне.
Без существования Бозона Хиггса Стандартная модель "трещит по швам". Но прежде чем сказать о роли этой субатомной частицы упомянем кратко, как Стандартная модель описывает вселенную.
Идеальная концепция субатомного мира описываемая Стандартной моделью не оперирует понятием частицы по своей сути. На самом деле все эти частицы представляют собой поля. Эти поля пронизывают и поглощают все пространство и время. Так, существуют поля электронов, поля фотонов, так далее. Каждое поле является микроскопическим колебанием в своем диапазоне. Когда частицы взаимодействуют друг с другом, то, на самом деле, происходит перекручивание полей в невообразимо сложном "танце" микроколебаний.
Бозон Хиггса в отличие от всех остальных полей-частиц здесь играет особую роль. Он так же пронизывает пространство и время и взаимодействует со всеми существующими полями.
Однако Бозоны Хиггса выполняет две очень важными функции, которых нет в других полях-частицах. Первая функция выполняется Бозонами W и Z, создающими слабые ядерные взаимодействия. Остальные Бозоны взаимодействуя с протонами, но при этом оставаясь отделенными, несут с собой электромагнитные взаимодействия. Без бозонов Хиггса, летящих во все стороны, ядерные и электромагнитные взаимодействия слились бы друг с другом.
Другая важная функция - взаимодействие с остальными частицами, например, электронами и передача с результате такого взаимодействия массы. Только так на сегодня можно объяснить существование массы во вселенной.
Легкий и тяжелый.
Еще в 1960-х годах физики теоретики рассчитали, что должна существовать такая очень маленькая частица. В своих расчетах они не могли предсказать какова будет ее масса, так как у них не было возможности проверить это на практике.
Только в 2012 году на БАК было объявлено об открытии бозонов Хиггса, в результате столкновения протонов на скорости максимально приближенной к скорости света. Эти частицы имели массу 125 гигаэлектронвольт (ГэВ), что эквивалентно примерно 125 протонам. Вроде бы достаточно тяжелые, но не настольно на сколько должны были быть.
Сначала все обрадовались, так как до этого ни кто не знал, какая должна быть реальная масса бозона. Однако, когда ученые стали делать аналогичные математические расчеты при взаимодействии кварков, то значение высвободившейся энергии должно было было гораздо выше 125 ГэВ. Это натолкнуло физиков на возобновление поисков спрятавшейся частицы.
Огромные бозоны Хиггса.
Возможно, что где-то есть огромные бозоны, но с существующими на сегодняшний день технологиями, мы не может проверить это на практике. Даже, казалось бы, огромный и мощный БАК не может решить данную задачу из-за нехватки энергии на подобный эксперимент.
Уже начали появляться спекулятивные теории, которые доказывают существование тяжелых бозонов Хиггса. Они допускают, что существуют более тяжелые поля из данных бозонов, состоящие из более легких от различных виды бозонов, как бы склеенных друг с другом вместе.
Теоретикам приходится очень тяжело, так как опровергнуть или доказать подобные домыслы на практике невозможно. Не так давно в журнале High Energy Physics было опубликовано наблюдение, в котором говорилось, что в природе существует много бозонов Хиггса способны распадаться на более мелкий частицы с образованием фотонов, нейтронов и протонов. Однако такие распады чрезвычайно редко наблюдаются в эксперименте, в частности на БАК, поэтому пройдет еще много времени, прежде чем мы сможем накопить достаточный материал для доказательства той или иной теории.
